近10年我国煤与瓦斯突出事故统计规律与动力效应特征分析

近10年我国煤与瓦斯突出事故统计规律与动力效应特征分析

近10年来，我国煤与瓦斯突出事故虽然总体呈下降趋势，但其死亡人数占比仍较高。本文基于2014-2023年的事故数据，从事故起数、死亡人数、作业方式、煤层赋存条件、突出强度等多个维度，深入分析了煤与瓦斯突出事故的规律与动力效应特征，为煤矿安全防控提供重要参考。

1. 突出事故总体情况

1.1 事故起数与死亡人数

近年来，我国煤与瓦斯突出事故呈现下降趋势。据统计，2014-2023年共发生突出事故56起，死亡296人，相比前10年分别下降80.5%和86.1%。然而，突出事故死亡人数占煤矿事故总死亡人数的比例仍然较高，平均死亡人数是煤矿事故的2.9倍。

1.2 事故等级及地域分布规律

表 1 显示了2021年1月-2024年3月的突出事故统计情况。数据显示，较大事故仍然占主导地位，重大以上事故基本杜绝。其中，贵州省是事故最为严重的地区。

2. 较大及以上突出事故典型特征

2.1 事故地点、作业方式及赋存特征

表 2 显示了不同地点的突出事故起数与死亡人数。数据显示，事故发生地点以煤层平巷为主，占比达43.2%。随着煤矿机械化发展，综掘机割煤作业环节诱导突出事故比例显著上升，近5年占比达57.0%。

与其他地质构造相比，断层、煤层厚度变化易导致突出发生。褶曲构造附近的平均突出强度最大，38起事故平均突出强度与瓦斯涌出量分别为521.34吨和3.55万立方米。

2.2 突出强度与瓦斯涌出量

图 2 显示了瓦斯涌出量与突出强度的关系。数据显示，9起重大突出事故中，突出煤炭与吨煤瓦斯涌出量均呈波动式减小趋势。

图 3 显示了近10年重大突出事故情况。

2.3 突出前的预兆

表 4 显示了突出前的预兆案例起数。数据显示，钻孔喷孔是最常见的突出预兆，其次为响煤炮、夹钻。

3. 突出典型动力效应的表现特征

3.1 突出动力效应的基本特征

表 5 显示了突出事故发生过程中的冲击波情况。研究表明，根据突出在巷道空间的发展情况，整个动力效应过程可分为三个阶段：

1. 突出瞬间，高速涌出的瓦斯气体压缩巷道内空气形成冲击气流与冲击波；
2. 大量破碎煤体在瓦斯作用下被抛出，形成煤-瓦斯两相流；
3. 突出孔洞稳定，不再有煤体抛出，突出孔洞周围瓦斯不断逸散涌出。

3.2 典型案例

3.2.1 案例1

图 4 显示了事故发生地点的视频监控画面。

3.2.2 案例2

1. 风压及风速

图 5 显示了总回风风压与风速。

2. 瓦斯浓度(CH4体积分数)

图 6 显示了巷道内的瓦斯浓度。

4. 结论

1. 近10年，我国发生煤与瓦斯突出事故56起、死亡人数296人，相比前10年分别下降80.5%、86.1%。但突出事故死亡人数比例仍较高，是煤矿事故平均死亡人数的2.9倍。突出事故仍然是煤矿灾害防治的重中之重。较大事故仍然占主导地位，重大以上事故基本杜绝，贵州省仍然是事故最为严重的地区。同时，随着安全防护技术的不断发展，灾害应急救援能力提升, 4次突出事故避免了人员伤亡。

2. 事故发生地点以煤层平巷为主，占43.2%，其次为石门与上下山工作面；随着煤矿机械化发展，综掘机割煤作业环节诱导突出事故比例显著上升，2019—2023年占比达57.0%。与其他地质构造相比，断层、煤层厚度变化易发生突出，突出地点附近为褶曲构造时的平均突出强度最大。38起事故平均突出强度与瓦斯涌出量分别为521.34 t、3.55万m3。9起重大突出事故中，突出煤炭与吨煤瓦斯涌出量均呈波动式减小趋势。钻孔喷孔是最常见的突出预兆，其次为响煤炮、夹钻。合理利用钻孔信息进行灾害的探测及预警是重要的发展方向。

3. 突出动力效应的表现特征包括冲击波、煤岩抛出、瓦斯逆流等。以典型案例分析证实了突出动力效应在巷道空间发展演化的3个阶段。瓦斯逆流往往会造成更大伤亡，瓦斯不仅会通过防突风门进入进风巷发生逆流，也可能会沿回风路线逆流进入其他采掘作业面。