內蒙古新上海一號煤礦突水事故原因分析報告尊敬的各位領導：內蒙古新上海一號煤礦2014年111084工作面發生“7.27”突水事故，2015年一分區膠帶暗斜井發生“11.25”突水事故。說明我們的工作還不嚴不細，給能源集團造成不良影響，給企業造成損失。在此，我代表新上海一號煤礦向能源集團領導做深刻檢討！匯報主要內容一、礦井概況二、水文地質條件三、突水巷道及突水過程四、突水水源分析五、突水前的工作六、11.25突水原因分析七、事故教訓八、防范措施九、專家分析十、111084工作面突水情況匯報十一、二起突水事故比較一、礦井概況新上海一號煤礦隸屬上海廟礦業有限責任公司，是中國雙維投資管理公司和山東能源臨礦集團在內蒙古上海廟能源化工基地共同出資建設的第二對大型礦井。內蒙古上海廟煤田是一個整裝煤田，上海廟礦業有限公司是首家進入該煤田從事建設、開采的單位。井田位于內蒙古鄂托克前旗境內，行政區劃歸鄂托克前旗上海廟鎮管轄。井田為向東傾伏的單斜構造，煤層傾角3°~7°，地面標高+1298~+1325m，面積26.6Km2。侏羅系延安組為含煤地層，可采或局部可采煤層共十層，資源儲量5.19億噸，可采儲量3.37億噸。立井開拓，中央并列式通風，全礦井分兩個水平四個分區，一水平大巷標高+880m，布置在8煤層內；二水平大巷標高+733m，布置在21煤層里，兩個水平之間采用暗斜井聯系。設計生產能力400萬t/a。2008年5月開工建設，至今仍處于建設中。返回圖1井田構造綱要及出水點位置圖《礦井初步設計》預計正常涌水量240m3/h，最大涌水量600m3/h。中央泵房安裝四臺MD500-57×9型礦用耐磨多級離心式水泵（500m3/h），預留一臺水泵位置，副井敷設Ф325×12mm排水管二趟，主井筒內安裝兩趟Ф325×12mm強排管路。中央泵房主副水倉總容量4588m3，系統排水能力1619m3/h。井田構造綱要及突水點位置見圖1。一、礦井概況1、勘探與設計2004年國家在本區開始找煤勘探。2007年中國煤炭地質總局第一勘探局地質勘查院完成精查施工并提交了《新上海一號煤礦精查地質報告》，水文地質類型劃分為簡單型，本次勘探只對中組煤和上組煤水文地質條件做了初步探查。2011年12月中煤科工集團西安研究院編制《新上海一號煤礦水文地質補充勘探設計》，

該院認為鄂爾多斯盆地下組煤及三疊系地層內沒有含水層，下組煤及其以下地層不作為水文地質勘探對象，沒有設計勘探工程。2013年中煤一局地勘院按《水文補充勘探設計》施工并提交了《水文地質補充勘探報告》，此次結合礦井建設過程中遇到的出水潰沙現象，將水文地質類型劃分為中等型。西安煤炭設計院完成《礦井初步設計》、濟南煤炭工業設計院完成《一分區中下組煤開采設計》，兩家設計單位均將二水平大巷設計在21煤層內。“11.25”突水正是發生在21煤層底板中。二、水文地質條件2、主要含水層從上到下主要含水層有：（1）白堊系礫巖含水層平均厚度190.63m，底部礫巖段為含水層段，平均厚度65.45m，富水性中等。含水層下距出水點約350m。（2）侏羅系直羅組含水層平均厚度41.20m，為砂巖及泥巖等組合而成，底部“七里鎮砂巖”相對穩定，為弱~中等含水層，下距出水點標高約210m。（3）侏羅系延安組含水層組侏羅系延安組為煤系地層，為一套砂泥質及煤層沉積建造，不同粒徑的砂巖是主要含水層，富水性弱。2煤~5煤以上劃分為上煤組，6煤~15煤劃分為中煤組，16~21煤劃分為下煤組。根據以往勘探資料，井田內沒有強含水層。二、水文地質條件孔號抽水層位恢復水位S（m）Q（L/s）q（91,10）(L/S·m)富水性Z1白堊系49.2082.622.170.0527弱48.601.6121.300.83Z864.7078.281.390.3675中等47.210.9622.680.60Z9白堊系和直羅組78.6021.802.290.1989中等14.301.785.800.89Z1直羅組55.8522.732.50.1456中等14.801.855.770.78Z258.0296.3110.0179弱65.510.7843.590.56Z364.6346.832.080.0577弱31.411.5614.680.78Z884.4352.141.610.0488弱34.141.1916.990.68Z1065.6935.701.920.1001中等20.651.357.750.61Z4八煤風氧化帶100.2030.370.0210.0007弱Z797.3029.240.080.0027弱Z5八煤頂板124.6469.821.720.0580弱46.841.2526.940.83Z6126.3867.831.250.0323弱53.111.0935.570.79Z11F2＇斷層帶79.5015.732.170.3679中等11.991.928.431.47Z12十五煤頂板82.4598.870.890.0211弱70.900.7139.690.45Z13十五煤頂板164.6023.050.0830.0036弱Z14十三～十五煤255.5234.770.0210.0006弱Z15F2斷層帶63.1155.380.190.0034弱Z16八煤頂底板120.0944.280.150.0034弱各含水層抽水試驗

表1地質及水文地質綜合柱狀圖圖21、突水巷道情況一分區膠帶暗斜井是一水平與二水平之間連接的巷道，巷道設計長度550.9m（-140下山），出水前已施工520m，從上部8煤層穿到20煤層，巷道即將落底進入二水平車場施工，穿層施工期間巷道沒有出過水。出水點標高+746.4m，位于21煤層頂板上約5~8m處。21煤是最下部一層煤，煤系地層與下部三疊系地層為平行不整合接觸。根據以往勘探資料，三疊系地層富水性極弱。三、突水巷道及突水過程圖3一分區膠帶暗斜井地質素描圖

2、突水過程一分區膠帶暗斜井于2015年11月23日夜班停止掘進，在后路從事反底拱和躲避硐施工，躲避硐距離迎頭約6m。11月25日上午8時，在躲避硐作業人員發現巷道底鼓迅速，巷道高度由3.7m變成1.7m，于是迅速向上山方向撤退，幾分鐘后水從巷道底板噴出，并伴有爆鳴聲。作業人員在撤離現場途中及時向調度室報告，調度室接到報告后通知+880m以下所有人員撤到+880m水平大巷內，同時向值班礦領導和礦業公司報告。11月25日上午8：20在五樓會議室成立搶險救災指揮部，并將情況及時向上級單位匯報。技術員于8點40分趕到現場時巷道迎頭約40m已經被水淹沒。12月3日以后水量衰減明顯，接近突水前正常涌水量。截止到12月24日9時，井下水位標高為+1031.08m，高出+880m水平151.08m，高出出水點標高284.68m，井筒內水位上升速度約0.13m/h。估算井下共積存水量約58萬m3。圖4估測涌水量歷時曲線圖2、突水過程11月25日9：30估測涌水量149011月25日11：10水灌滿十五煤煤倉位置以下216m巷道（標高+800m）此時估測涌水量為1880m3/h11月25日12：00水從114采區煤倉進入十五煤軌道車場等巷道，此時估測涌水量2480m3/h11月25日13：00水淹沒115采區軌道下山、十五煤臨時水倉等巷道，此此估算涌水量3620m3/h11月25日15:30114采區臨時泵房被淹11月25日20：00水沿著膠帶暗斜井、軌道暗斜井、主副井清理斜巷、風井井筒等巷道繼續上行，此時估測水量4500m3/h11月26日夜間3：00左右水位上漲異常快，估算瞬時涌水量接近10000m3/h11月26日7：45水位已漲至膠帶暗斜井上變坡點，7：52救援指揮部下達撤人命令（中央水泵房暫留帶班領導、司泵工、把鉤工、電工共四人）11月26日8：25估算出水量超過12萬m3，平均涌水量近5000m3/h

11月26日21:10水進入+880m水平，開啟中央泵房4臺大泵同時排水（1619m3/h）11月27日2：26水進入中央泵房，指揮部下達撤人命令，中央泵房所有人員全部升井

井下突水后，

集團公司領導和雙維投資公司領導在最短時間內趕到礦井現場，共同指揮搶險救災。指揮部根據事態發展及時下達撤人命令，沒有發生人員傷亡事故。在集團公司主導下，與西安煤科院共同制定的注漿堵水方案經過反復論證，準備和實施過程緊張有序，比原計劃提前33天，于12月26日達到了試排水條件。三、突水巷道及突水過程1、含水層水位分析（1）白堊系礫巖含水層富水性中等，G1觀測孔到出水點距離2285m，11月26日以前水位沒有異常；

隨后水位明顯下降，11月27日~12月27日水位累計下降5491mm，平均每天下降229mm。說明該含水層與突水水源之間有水力聯系。四、突水水源分析水文孔編號到出水點平面距離（m）水位變化情況Z1306811月29日以前無異常，30日開始水位下降，平均下降速度167mm/d；至12月21日16：00累計下降3164mm。Z3181711月27日以前無異常，28日后開始下降，平均下降速度170mm/d，至12月21日16：00累計下降4010mm。Z1081211月27日以前無異常，28日后開始下降，平均下降速度47mm/d，至12月21日16：00累計下降972mm。（2）直羅組“七里鎮砂巖”含水層直羅組“七里鎮砂巖”含水層，富水性弱~中等，含水層下距21煤約210m，水文觀測孔共有3個。11月28日以前各孔水位沒有異常，11月28日以后都明顯下降，說明該含水層與突水水源之間存在水力聯系。出水前后直羅組含水層水位變化情況

表2水文孔編號到出水點平面距離（m）水位變化情況Z41100該孔水位在12月11日以前持續下降，12月12日以后趨穩。Z7177811月28日以前水位無異常，11月29~12月21日水位累計下降22700mm，平均下降速度990mm/d。Z6130011月27日以前無異常，11月28~12月21日水位累計下降10670mm，平均下降速度445mm/d。（3）8煤層頂板砂巖（或風氧化帶）含水層8煤層下距21煤約170m，8煤層頂板砂巖富水性弱，共有三個觀測孔。11月28日以前水位沒有變化，11月28日以后水位出現異常。說明8煤層頂板砂巖含水層與突水源之間存在水力聯系。出水前后直羅組含水層水位變化情況表3水文孔編號到出水點平面距離（m）水位變化情況Z12152411月27日以前水位緩慢上升，11月28日以后轉為緩慢下降。Z1367411月28日以前水位緩慢下降，11月28日以后變為緩慢上升（已與井下水位持平，出現倒灌）。（4）15煤層頂板砂巖含水層15煤層頂板砂巖含水層下距21煤約95m，富水性弱。共有2個觀測孔，Z12孔11月27日以前水位上升，11月28日以后水位下降；Z13孔11月28日以前水位下降，11月28日以后水位上升，原因是井下水位已高于該孔水位，出現倒灌。水位異常變化說明該含水層與突水水源之間存在水力聯系。2、直排孔漿液分析地面正在施工的2個直排孔與出水點平面距離約140m，孔深583m，孔底標高比突水點標高低8m，終孔層位為21煤層底板。兩孔均為裸孔，連通了21煤以上所有含水層。突水前后孔內泥漿沒有異常消耗。說明上部各含水層均不是本次突水的主要水源。直排鉆孔迎頭出水點3、水溫分析井田內地溫中性點埋深約100m，恒溫帶溫度為14℃，地溫梯度2.5℃/100m，根據出水點埋深推算地溫約26℃，井下實測水溫為27℃，表明水源在巷道底板下方。4、出水點分析水從底板突破性涌出，且伴有爆鳴聲，水源來自于21煤底板且水壓大。5、構造分析地層產狀、巖性等沒有異常，最近的斷層距離出水點約870m。6、水質分析水質類型為硫氯鈉型，符合砂巖水類型特征7、推測含水層埋深

區域內沒有高山起伏，出水點埋深約570m，該處水壓最大為5.7MPa。（1）依據突水系數工式推導含水層頂界到巷道底板最大距離為：（2）按隔水層厚度公式推斷：計算結果表明含水層頂界上距巷道底板距離10~57m。小

結

“11.25”突水是水從巷道底板突破性涌出，上部各含水層與突水水源之間都存在水力聯系，這些含水層富水性弱~中等，不足以支撐此次大型突水；上部含水層到21煤層距離都很遠，在周圍沒有開放性構造情況下補給不會很暢通，上部任何已知的含水層都不是“11.25”突水的主要水源，預計21煤底板存在強含水層，下部砂泥質地層內存在如此強大的含水層超出了傳統認知。1、歷次地質勘探成果表明：影響礦井安全生產的含水層在上部，主要為直羅組“七里鎮砂巖”含水層和煤層頂底板砂巖含水層，下組煤及其以下地層中沒有強含水層。直羅組含水層富水性相對較強，是礦井重點防控對象；煤層頂底板砂巖含水層富水性弱，作為“小水”管理對象。遵循“大水防控、小水管理”的技術工作思路，運用“富水性指數法”完成了直羅組砂巖及各煤層頂底板砂巖富水區劃分（圖），運用“突水危險性指數法”完成了2煤~18煤突水危險區的劃分（圖），解決了許多實際問題。2、工程設計時避開突水危險區以防突水，采掘工作面超前打鉆孔疏放水，工作面順槽掘進期間打孔疏水，工作面推進期間再超前加密打疏水鉆孔，鉆孔每50m布置一組，每組6個孔，呈扇形布置，效果較好。五、突水前的工作3、2013年3月編制一分區膠帶暗斜井作業規程時，已經注意到ZK1802鉆孔柱狀圖上對三疊系砂巖有“富含水分”四個字的描述，這是井田內72個鉆孔柱狀圖中唯一的“異常”點。“富含水分”本不是專業屬語，技術人員查閱該鉆孔施工過程中泥漿消耗量、地球物理測井等資料后，沒有發現對應的異常；該鉆孔為地質孔，沒有做過抽水試驗或流量測井，應該不能對地層富水性做出評價。為此礦專門向地勘單位提出質疑，地勘單位回復意見是“成巖富水性不可這樣簡單描述，屬制圖人員的筆誤”。（見附件：“關于新上海一號煤礦ZK1802鉆孔咨詢問題的回復”）五、突水前的工作4、開拓巷道嚴格按照內蒙古煤炭局規定的“有掘必探”措施執行，探放水超前距離不小于20m，一分區膠帶暗斜井按照探80m掘60m措施執行，最近一次探放水后僅掘進30m，超前距還有50m，超前鉆孔沒有探到水。“11.25”事故發生后，內蒙古自治區、市兩級煤監局和市煤炭局都來礦調查出水原因，對我礦探放水規定執行情況給以認可。五、突水前的工作1、設計原因（1）2011年礦業公司委托中煤科工集團西安研究院編制《新上海一號煤礦水文地質補充勘探設計》，該院作為國內權威的防治水技術研究單位，應該知道21煤下有“寶塔山砂巖”含水層，卻錯誤地認為下組煤及其以下地層中沒有含水層，不作為水文地質勘探重點，因此沒有設計勘探工程量，設計的鉆孔深度都沒有穿過煤系地層，最終未能獲得有關下組煤的水文地質資料。（2）西安煤炭設計院編制的《礦井初步設計》將二水平大巷設計在21煤層內，該院編制的《安全專篇》沒有對下部地層給出防治水方面提示性意見。（3）濟南煤炭設計院編制的《一分區下組煤開采設計》仍將二水平大巷設計在21煤層內，對下部地層沒有給出防治水方面提示性意見。六、11.25突水原因分析2、勘探原因（1）井田詳查、精查、水文地質補充勘探等，均由中國煤田地質總局第一勘探局地質勘查院施工，并提交了《勘探報告》。歷次《勘探報告》均對重要的含水層層位判斷錯誤，錯將18煤底板砂巖認定為“寶塔山砂巖”，事實上18煤底板富水性極弱，為此次“11.25”突水事故埋下隱患。（2）《勘探報告》對三疊系地層分界錯誤，２１煤底板下“寶塔山砂巖”強含水層被錯誤地劃入三疊系老地層，并做出“下組煤及三疊系地層徑流條件不良、補給很差、富水性極弱，不作為礦井防治水工作重點”的錯誤結論，進一步誤導了礦技術人員。（3）因含水層層位判定錯誤、地層分界錯誤，勘探中未能獲得與該含水層有關的水文地質資料。六、11.25突水原因分析3、主觀原因（1）各級技術人員過于相信以往的勘探資料和水文地質資料，對《勘探報告》中嚴重錯誤沒能發現。（2）2013年針對ZK1802鉆孔資料向地勘單位提出質疑后，相信了地勘單位的“回復意見”，沒有進一步提出質疑。六、11.25突水原因分析1、地質勘探單位、水文地質勘探設計單位、礦井初設單位、一分區下組煤開采設計單位等，均給出下部地層富水性弱的結論，存在嚴重疏忽；各級技術人員過度相信地質勘探報告和地勘單位的咨詢（回復）意見，沒有持懷疑的態度進一步采取措施。2、各個勘探階段的地質報告對“寶塔山砂巖”這一重要含水層都存在判層錯誤，對三疊系地層分界錯誤，真正的寶塔山砂巖含水層既沒勘探也無資料；各級技術人員多年來沒有發現地質報告中這些嚴重錯誤。3、井田水文地質條件勘探程度不足，尤其是下組煤水文地質條件勘查程度嚴重不足，缺少相關資料，使礦井防治水工作受到局限。七、事故教訓1、改變傳統觀點，對下組煤水文地質條件重新認識，加大水文地質補充勘探資金投入，徹底查明井田水文地質條件。2、要充分發揮主觀能動性，克服過度依賴地質勘探成果和水文地質勘探設計的思想，不可盲從，開展區域性水文地質條件調查。3、進一步強化技術基礎工作，地質勘探報告、設計、作業規程、預測預報等技術資料，技術負責人要嚴格組織審查，保證質量。

八、防范措施4、必須執行“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治原則。5、在查明井田地質條件的基礎上，合理調整開采設計；進一步完善礦井應急救援預案；根據新情況重新確定礦井最大涌水量，增加水倉容量，擴大系統排水能力。6、做好排水復礦計劃和各項安全技術措施的編制，超前做好復礦準備工作，科學合理有序組織，充分考慮各種不安全因素的預防，確保快速復礦、安全復礦。八、防范措施11月26～27日，上海廟礦業公司邀請西安煤科院、淮南礦業集團等單位知名專家，第一次對本次出水機理、原因進行了分析，專家意見抄錄如下：１、鄂爾多斯盆地除四周邊緣地區外普遍發育侏羅紀煤田，已經建成的生產礦井200余座，一般煤層頂板含水層富水性較強，煤系及基底含水層富水性較差，頂板含水層是礦井防治水工作的重點。2、新上海廟一號煤礦含煤地層為延安組，煤系基底為三疊系，以粗砂巖、粉細砂巖、泥巖互層為主。此次21煤底板突水總涌水量約超過50萬m3，水壓之高、水量之大超出我們對侏羅紀煤田煤系基底三疊系地層富水性弱的一般常識，透水通道和水源難以解釋。3、此次21煤底板發生的透水是一起違背一般規律、難以預測、非常罕見、非常獨特。現有認識和技術水平條件下難以避免，屬不可抗拒的低概率突發事件。九、專家分析1、第一次分析專家名單2015年11月29日，內蒙古自治區煤礦安全監察局組織市煤炭局、烏海監察分局、旗煤炭局、旗政府等政府有關部門組成的事故督查工作組多次進行分析，同意上述專家的分析意見，初步認定為下部三疊系砂巖水，理論分析這種情況不可能發生，屬意外事件。2、煤監系統事故調查組意見2015年12月1日，內蒙古上海廟礦業有限責任公司第二次召開專家分析會，專家意見抄錄如下：（1）中組煤以上沒有強含水層，本次出水水源應為21煤底板以下含水層水，補給水量充沛、水壓高，出水點位于膠帶暗斜井迎頭，出水方式為底板突破涌水。（2）根據鄂爾多斯盆地以往的地質、水文地質勘探成果及各礦井采掘實際揭露情況，侏羅系煤層開采水害防治的主要對象為侏羅系、白堊系含水層。本次發生21煤以下含水層特大型涌水尚屬首次，不可預見。第二次專家分析意見第二次分析專家名單1、111084工作面概況

工作面為首采區八煤的第二個工作面，東側間隔20m為111082工作面采空區，西側為待布置區。開采深度400m，平均煤厚2.90m，面長1868m，面寬200m。工作面于2014年6月20日開始回采，7月27日推采143m。

煤層頂板巖性主要為泥巖、砂質泥巖或粉砂巖互層，局部為細粒砂巖或中粒砂巖。影響該工作面生產的主要含水層為八煤頂板砂巖含水層；直羅組砂巖含水層為間接充水含水層，距離該工作面煤層頂板30-45m，均屬砂巖孔隙裂隙含水層。采前，通過瞬變電磁探測，無富水異常區。掘進施工過程中，每隔100m扇形布置六個孔對煤層頂板45m范圍內進行了疏放水。十、111084工作面突水情況匯報

2、工作面突水經過2014年7月27日凌晨2:20，第88#液壓支架上部出水，28日5：00瞬時最大涌水（沙）量1500m3/h，此后水量在400～719m3/h之間波動，8月3日水量減小至100m3/h，潰沙涌至工作面上端頭。8月30日10：10上順槽涌水沙量突然增大到2000m3/h，含沙量約占30%，10:40水量下降至200m3/h。10月17日21時，工作面上端頭涌水逐漸增大，次日凌晨3:00，水量達到70m3/h，持續約15min，后水量穩定在25m3/h左右。12月8日15:00水量增大至288m3/h，4個小時后水量減小至5m3/h。總涌水量約23.3萬m3，涌泥沙量約3.58萬m3。十、111084工作面突水情況匯報3、治理方案及效果

采用地面注漿切斷出水潰沙通道及井下施工泄壓孔聯合治理方案。地面在111084工作面出水位置上方疑似冒落區域施工注漿鉆孔（工作面出水點煤壁上方布置4個孔，間距15m，采空區上方3個孔，間距15m，前后排孔間距7m）；采用雙管注漿法，對煤層頂板以上約40m范圍內的疑似冒落區域進行加固，防治上部巖層進一步離層坍塌，阻斷上部水進入工作面，造成淹井，并為工作面推采回撤創造條件。同時，隨著水位的回升，為防止再次發生突水，在皮帶順槽向出水點上方施工泄壓鉆孔進行泄水降壓。

十、111084工作面突水情況匯報

臨礦集團多次組織專家論證分析注漿堵水效果及下步工作面清淤、回采、回撤方案。綜合分析認為：一是西安煤科院實施的地面注漿堵水治理工程基本上實現了冒落區的穩定，但根據10月17日、12月8日繼發的兩次工作面出水情況分析，導水通道未被完全封堵，仍然存在突水潰沙的可能性，現在全面清淤、回撤工作面均存在較大安全隱患；二是要對礦井進行水文地質補充勘探工作，待摸清礦區內的水文地質條件，徹底查清本次突水的原因及機理后，再行研究該工作面回采或回撤方案。

十、11108