事故經過
2015年12月25日7時56分,在平邑縣城東北方向的保太鎮玉榮商貿有限公司石膏礦因臨近的廢棄石膏礦採空區坍塌引發坍塌。
2015年12月25日07時56分在山東省臨沂市平邑縣(塌陷)(更正)(北緯35.5度,東經117.7度)發生4.0級地震,震源深度0千米。就在離震中6公里外北偏東方向的保太鎮萬莊村,路面出現大面積斷裂塌陷,疑於多年前停產的一礦坑有關,暫無人員傷亡。
2015年12月25日上午,平邑縣一石膏礦發生垮塌事故,多人被埋井下,傷亡情況不明。
12月25日上午發生在山東省平邑縣的石膏礦坍塌事故已有4人升井獲救,仍有25人被埋井下。
12月25日傍晚,位於山東省臨沂市平邑縣保太鎮玉榮商貿有限公司石膏礦事故救援現場,6名被困人員獲救升井。截至25日晚,共有10人先後獲救升井,仍有19人被困井下。
2015年12月25日7時56分,位於平邑縣保太鎮的玉榮商貿有限公司石膏礦發生局部坍塌事故,當時共有29人正在作業,截止29日已有11人獲救,1人遇難,仍有17人被困井下。
2015年12月29日下午,山東省臨沂市平邑縣召開全縣領導幹部會議,宣布關於該縣縣委、縣政府領導同志人事任免決定。因平邑縣近期連續發生安全生產事故,臨沂市委決定並報經山東省委批准,平邑縣委書記、縣長、常務副縣長、分管副縣長被免職,新的黨政主要負責同志已到位履職。
2015年12月30日,記者從山東平邑坍塌事故現場了解到,當日上午,救援人員通過生命信息鑽孔探測系統發現8名倖存者,並與他們取得了聯繫,救援人員正向井下輸送給養。
2016年1月4日,山東石膏礦發生坍塌事故的第11天,救援人員通過6號小口徑鑽孔放下生命鑽孔探測信息系統的探測器,但未得到井下回應,未發現生命跡象。
2016年1月29日,在被困井下36天后,4名礦工通過繩索順利升井。截至29日,共有15名井下被困礦工獲救, 其他14名井下被困礦工,1人已確認遇難,13人仍然失聯。
事故處置
救援工作
事故發生後,在黨中央、國務院領導同志親切關懷和國家安監總局的支持指導下,山東省委省政府和臨沂市委市政府按照“以人為本、生命至上”和“只要有一線希望,就盡百倍努力”的原則,組織近千名救援人員全力救援。
2016年2月6日,由於井下巷道發生大面積坍塌且地壓活動仍在持續,水位已淹沒作業區域,致使救援工作難以開展。救援指揮部委託水文、地質、採礦和醫療救治等方面多位專家進行了現場勘察、查閱資料和綜合分析研判。專家認為,井下巷道已全部冒落,地表水、灰岩水和老空水已潰入井下,現場不具備施救條件;根據人體生理極限的一般規律分析,井下失聯人員已無生存可能。因此決定終止現場救援,全面轉入遇難礦工善後處理和事故調查工作。
處理措施
臨沂消防支隊90名官兵已趕到現場施救。據救援官兵反饋信息,大約20人被困礦下,有幾人已從其他洞口爬出來。
領導表態
2015年12月31日上午10時30分,事故救援指揮部召開第三 次情況通報會。國家安監總局局長楊煥寧、副局長徐紹川十分關心,省委書記姜異康,省委副書記、省長郭樹清,分別與副省長、現場事故救援指揮部總指揮張務鋒通話,對救援進展取得的成效表示肯定,並對下一步救援工作作出了新指示、提出了新要求。希望千方百計、爭分奪秒,把被困人員救上來。
責任處理
平邑玉榮石膏礦坍塌事故發生後,當地公安機關即依法對企業相關情況進行了調查;除董事長馬叢波於12月27日凌晨乘人不備跳入井下佯井溺亡外,警方已對該礦法人代表、分管生產的副經理、分管安全的副經理和礦長等人採取了強制措施。同時,對企業資產依法進行了查封。
12月29日,平邑縣召開全縣領導幹部會議。山東省委批准:侯曉濱同志任平邑縣委書記;豐程秀同志不再擔任平邑縣委書記職務。臨沂市委決定:侯曉濱同志任平邑縣委委員、常委;王君師同志任平邑縣委委員、常委、副書記;豐程秀同志不再擔任平邑縣委常委、委員、黨校校長職務;劉春波同志不再擔任平邑縣委副書記、常委、委員職務。
處分
2016年11月,山東省安監局公布了2015年臨沂市平邑縣萬莊石膏礦區“12·25”採空區重大坍塌事故的調查報告,19名涉事人員被處分。
報告顯示,截至2016年2月6日,該事故造成1人死亡,13人失蹤,直接經濟損失4133.9萬元人民幣,共有19名涉事人員受到相應處分,平邑縣萬莊石膏礦礦長馬叢波自殺身亡,公安機關對其不予追究刑事責任。
2015年12月25日7時56分,平邑縣保太鎮境內萬莊石膏礦區發生採空區坍塌,該區域內涉及萬棗、玉榮、保太三個石膏礦。事故發生時,玉榮石膏礦井下作業的29名礦工被困,先後有15人獲救升井。
經調查認定,該事故屬於長期停產整合的萬棗石膏礦採空區頂板逐漸冒落,上覆巨厚灰岩形成大面積懸空,達到極限跨度突然垮落形成現有技術手段無法準確預測的礦震,波及相鄰玉榮石膏礦大面積坍塌的生產安全事故。
玉榮商貿有限公司未落實採空區監測治理主體責任是事故發生的主要原因,同時,玉榮石膏礦對相鄰礦山採空區坍塌風險認識不足,防控不到位;政府及有關部門對停產礦山採空區監測和治理監督不到位,對房柱法開採石膏礦山上覆巨厚石灰岩層大面積斷裂坍塌危害性缺乏認識,是事故發生的重要原因。
平邑縣萬莊石膏礦礦長、萬莊膏業有限公司總經理馬叢波2015年12月28日下井參與救援時自殺身亡,公安機關對其不予追究刑事責任。
平邑縣玉榮商貿有限公司執行董事尹升等3人涉嫌重大勞動安全事故罪被平邑縣公安局刑事拘留,目前此案進入審查起訴階段;平邑縣國土資源局地質環境監測站站長徐洪祥等2人受到黨政紀處分,檢察機關擬以涉嫌玩忽職守罪追究其刑事責任。
平邑縣原縣委書記豐程秀、縣長劉春波、常務副縣長馮青松等14人受到相應的黨政紀處分。同時,還對平邑縣玉榮商貿有限公司處以300萬元人民幣罰款。
傷亡和損失
傷亡情況
2016年2月6日,有15人獲救升井,1人死亡,13人失蹤。
直接經濟損失
直接經濟損失4133.9萬元。
原因和性質
事故原因
(一)直接原因
萬棗石膏礦採空區經多年風化、蠕變,采場頂板垮塌不斷擴展,使上覆巨厚石灰岩懸露面積不斷增大,超過極限跨度後突然斷裂,灰岩層積聚的彈性能瞬間釋放形成礦震,引發相鄰玉榮石膏礦上覆石灰岩垮塌,井巷工程區域性破壞,是造成事故的直接原因。具體分析:
1.塌陷機理分析
(1)從石膏礦層和頂底板圍岩性能分析,隨時間的推移,開採區域內礦房冒落和礦柱失穩在所難免
石膏原礦的抗壓強度一般為19.2~23.6MPa,其頂底板岩石鬆軟,承載能力不及石膏,必須留護頂和護底膏保護,共同形成支護體系,才能支撐採空區不冒落(圖3.普氏拱形態及受力分析圖)。石膏體暴露在採空區內富含水的潮濕空氣中,逐漸風化、剝蝕、吸水軟化泥化,且石膏有蠕變特性(即在地應力不變的情況下緩慢變形),自身的承載能力逐漸降低,穩定性日趨下降。護頂石膏出現局部垮落後,由砂質泥岩、粉砂岩組成的直接頂在自然裸露狀態下也隨之冒落,應力重新分布,引起周圍礦柱相繼失穩破壞、更大範圍的直接頂冒落。隨著直接頂冒落面積增大和高度增加,冒落到灰岩層後,空區向上發展被暫時阻止,在灰岩層下形成懸露空間。
懸露空間影響半徑按γ=h/tanδp計算,得出影響半徑範圍為78.9m(岩石移動角依據上賦岩層,選取數值為55.60,按δp=550+1.5f計算。h取礦房頂板至灰岩層底部的厚度110m,f—普氏係數,根據岩石抗壓強度取值,如果抗壓強度1mp取0.1,是2mp取0.2…),加之上覆巨厚灰岩層的巨大壓力,影響半徑要比理論數據大的多。
石膏礦柱和護頂膏、護底膏組成的支護體系失穩垮塌是一個緩慢的發展過程,但空場開採和石膏及頂底板圍岩的物理、化學和力學特性,決定了礦房冒落和礦柱失穩在所難免,懸露空間必然擴大、發展。開採中如護頂膏破壞,則加速垮落過程。
(2)石膏層上部中厚灰岩層懸露空間超過極限跨度,必然產生灰岩大面積斷裂垮塌、礦震
石膏直接頂為砂質泥岩、粉砂岩與膏體層互層,分層厚度10~15m,單向抗壓強度僅為3.18~5.3MPa,自然裸露狀態下一般會隨采隨冒,且其碎脹性很小,冒落後不會充滿採空區。而位於第四系下部、厚度為30-200m、抗壓強度為63.6~108MPa的灰岩層,極限跨度大,具備積聚大量彈性能的客觀條件。石膏直接頂岩層冒落到灰岩即被阻止,形成灰岩底懸露,積聚了彈性能。隨冒落區域的不斷擴展,懸露灰岩的面積不斷增加,彈性能積聚隨之增大,一旦懸露面積達到極限跨度,就會發生灰岩大面積斷裂,釋放彈性能,引發礦震。
按照嵌固梁力學模型,石灰岩最大自穩跨度為:
式中,C為石灰岩最大自穩跨度,m;m為石灰岩厚度,m;σ為石灰岩的單向抗拉強度,MPa;γ為石灰岩的容重,t/m3。
兩礦均開採Ⅲ層膏(同一石膏礦層),塌陷區域內萬棗石膏礦實際采深為+60~-83m,上覆灰岩的厚度為30~120m;玉榮石膏礦實際采深為+60~-160m,上覆灰岩的厚度為85~200m,灰岩的抗壓強度63.6~108MPa,抗拉強度一般為5~20MPa(由於本礦區石灰岩層是第三系地層,成岩時間短,強度較低),可取抗拉強度為10MPa。計算可知灰岩的極限自穩垮度分別為:萬棗礦144~223m,玉榮礦為255~392m。兩礦的開採區域均大於該極限自穩跨度,具備震動波雙向傳播,互相擾動破壞的條件。
(3)強烈震動可導致鄰近的採空區護頂底膏和石膏礦柱支護體系迅速失穩垮塌,大面積直接頂板垮落,形成次生礦震
護頂膏、護底膏和石膏礦柱共同支撐更軟的頂底板圍岩,組成了一個靜力平衡系統。如果沒有外來強烈震動,其自身的失穩破壞需要經過相當長的變化過程,通過空區觀測可以發現其徵兆,採取相應的措施控制冒落髮展,規避人身傷害。按照目前的標準規範,礦柱設計時僅考慮靜力平衡,不考慮礦震或地震的擾動影響。理論研究表明,震動波對以礦柱為主要承載體的靜力平衡系統影響明顯,是採空區坍塌的誘因。
根據《爆破安全規程》給出的質點振動速度計算公式:
V=K(Q1/3/R)a
R-爆破地震波安全距離,取300m;
Q-裝藥量257140kg(相當於3.5級地震能量,即180tTNT當量)
V-地震安全速度,cm/s;
K,a-與爆破點地形、地質等條件有關的係數和衰減指數,按硬岩選取,k=150,200,250; a=1.5,1.6,1.8
經計算,V1=14.63 cm/s;
V2=16.71cm/s;
V3=15.31cm/s。
對應爆破震動安全標準(單位cm/s),礦山巷道允許18~25,水工隧道允許8~10,永久性岩石高邊坡允許8~12.一般民用建築物2.0~2.5.工業建築和商業建築物3.5~4.5。類比確定,採空區護頂膏的允許質點振動速度為5.0,由此推論由礦震引發的初始垮塌點300m之內採空區礦柱和護頂膏的質點移動速度遠超過允許值,遭遇礦震會迅速垮塌。
2、初始垮塌區域確定
經綜合分析,初始垮塌區域為萬棗石膏礦採空區。
(1)根據坍塌機理和礦山運營狀態看,推定初始垮塌點為萬棗石膏礦
根據塌陷機理分析,在無外部強力干擾狀態下,伴生強烈礦震的垮塌需要經過採空區大量冒落長時間積累的過程,據地震台網測定的地震情況,本次塌陷由一次能量相當於3.5級地震的塌陷和七次能量相當於0.9~2.9級地震的次級塌陷組成,系列塌陷持續約14分鐘,說明塌陷非一次完成。對應地表陷落區,垮塌區域僅包含玉榮石膏礦和萬棗石膏礦開採區域,初始垮塌點非此即彼。事發前玉榮石膏礦為正常生產經營礦山,對採空區現場觀測制度運行正常,專人定期巡檢,根據巡檢記錄和監測數據,事發前採空區沒有發現異常,可排除突發坍塌的可能。萬棗石膏礦自2012年3月停產後,井下維護及採空區監測監控停止,是否發生採空區大量冒落無人知曉,無法排除。因此,可以推定初始垮塌區域為萬棗石膏礦採空區。
(2)從采場結構參數和灰岩極限跨度分析,同樣受力狀態下,萬棗石膏礦將先於玉榮石膏礦垮塌
兩礦均採用淺孔房柱法開採,礦房寬度均為8m,萬棗石膏礦採用連續礦柱和間斷礦柱,連續礦柱寬6m,間斷礦柱6×6m,兩種礦柱間隔布置;玉榮石膏礦全部採用寬6m的連續礦柱。比較而言,萬棗石膏礦採空區穩定性不及玉榮石膏礦,同樣的受力狀態下,將先於玉榮石膏礦垮塌。
根據前述計算的灰岩極限跨度,萬棗石膏礦小於玉榮石膏礦,兩礦同速度採空區失穩時,萬棗石膏礦將先於玉榮石膏礦垮塌。
(3)對應地表變形損壞程度和礦震發生時間、震級,初始垮塌區域也應為萬棗石膏礦
根據地震專家提交的《平邑萬莊石膏礦區塌陷造成地面變形和房屋破壞情況分析報告》,萬棗礦區出現地面裂縫、局部塌陷、地面隆起、牆壁倒塌、房屋牆體裂縫等多種變形強度和破壞程度大於玉榮礦區地面變形強度和破壞程度。從周邊村莊房屋破壞情況看,萬棗石膏礦塌陷引起的地面震動和地基變形強於玉榮石膏礦塌陷引起的地面震動和地基變形。首發礦震相當於3.5級地震能量,之後的能量等級相當於0.9~2.9級,按照高能量導致強損壞的一般推理,初始垮塌區域也應為萬棗石膏礦。
(4)目擊者證言和井下視頻記錄
通過調查當時目擊者,萬莊村黨支部書記毛衍傳、村民管慶連的敘述,當時,先感覺是地震,後看到黃色煙柱先後從萬棗石膏礦豎井、玉榮石膏礦5#、4#、3#和1#井噴出,再聽到類似飛機起飛的刺耳嘯叫聲,之後看到地面塌陷變形。感覺塌陷時地面象跳舞狀起伏波動,自萬棗石膏礦向玉榮石膏礦傳播。
通過調閱查看玉榮石膏礦4號井井下馬頭門視頻,發現事發前在井下馬頭門附近作業的職工和環境沒有任何異常,事發後,突然的渾濁風流將一工人吹入井筒內,井下來風方向自西向東。
(5)地震台網測定的12月25日00時17分發生的地震,也是打破極限平衡狀態,加速萬莊石膏礦採空區坍塌的誘因之一。
3、波及致玉榮石膏礦採空區迅速垮塌的原因
(1)玉榮石膏礦和萬棗石膏礦開採同一層礦,地層條件相同,人為劃界,無斷層切割,採空區相距很近,具備震動波雙向傳播,互相擾動破壞的條件。
(2)萬棗石膏礦採空區的坍塌,石灰岩層發生斷裂和礦震,釋放的大量彈性能對外部產生地震效應,石灰岩層本身產生巨大的應力波,破壞了灰岩層的完整性和連續性,並傳導至相鄰礦山採空區。
(3)萬棗石膏礦採空區的坍塌相當於3.5級地震能量的礦震,即相當於180tTNT當量,據計算引發礦震的初始垮塌點300m之內的採空區礦柱和護頂膏的質點移動速度遠超過允許值,造成相鄰礦採空區部分強度較弱的護頂膏層折斷,護頂膏和軟弱直接頂板垮塌,形成新一輪石灰岩坍塌,造成次生礦震破壞。
(4)兩礦之間40米的隔離礦柱,無法阻止災難發生。
(二)間接原因
1、玉榮商貿有限公司未落實採空區監測治理主體責任是事故發生的主要原因。玉榮商貿有限公司與萬棗石膏礦簽訂整合協定後,因採礦手續至事故發生時仍未辦理完畢,一直將萬棗石膏礦作為停產礦井未納入正常生產礦山管理,對萬棗石膏礦長期停產期間採空區發生局部垮落,未能及時發現和治理,未能完全履行對萬棗石膏礦採空區監測和治理的責任。
2、玉榮石膏礦對相鄰礦山採空區坍塌風險認識不足,防控不到位是事故發生的重要原因。
3、政府及有關部門對停產礦山採空區監測和治理監督不到位,是事故發生的重要原因。(1)平邑縣委、縣政府未能督促有關部門履行停產礦井採空區監測治理監督職責。(2)平邑縣國土資源局在萬棗石膏礦停產整合期間,沒有督促礦山做好採空區塌陷等地質災害的監測和治理工作。(3)平邑縣安監局對玉榮石膏礦防範相鄰礦山採空區坍塌風險督促不夠。(4)保太鎮黨委、政府對轄區內停產整合礦山採空區監測治理監督不到位。
4、對房柱法開採石膏礦山上覆巨厚石灰岩層大面積斷裂坍塌危害性缺乏認識,也是事故發生的重要原因。石膏礦山房柱法開採是符合國家規定的通用採礦法。事故發生區域上覆石灰岩巨厚、完整、面積大,穩定性好,且為富含水層。為防止灰岩水下泄淹井,設計、評價單位和礦山企業及有關部門均認為不能採取強制放頂的方法處理採空區,只能通過留設連續礦柱並加大礦柱寬度增強支撐力,防止採空區冒落。因此,在此事故發生前,均對其危害性缺乏認識。據檢索,此類事故在國內沒有先例。
事故性質
經調查認定,該事故屬於長期停產整合的萬棗石膏礦採空區頂板逐漸冒落,上覆巨厚灰岩形成大面積懸空,達到極限跨度突然垮落形成現有技術手段無法準確預測的礦震,波及相鄰玉榮石膏礦大面積坍塌的生產安全事故。
善後處理情況
截止2015年12月26日前,獲救升井的11名礦工,4名經醫院檢查身體無礙於2015年12月25日回家;7名經治療於2016年2月22日前治癒出院。2016年1月29日獲救升井的4名礦工,經醫院治療於2016年2月22日治癒出院。
遇難和失蹤的14名礦工,於2016年2月3日按規定已與家屬簽訂賠償協定,並已支付賠償金,善後處理工作結束。
事故影響
相關人員已對距離坍塌現場最近的萬莊村東南、西南方向路面,主配房、院牆內外情況進行了排查,截至1日已走訪排查43戶。經初步勘查發現,有9戶房屋受損,其中3戶房屋地基局部懸空和2戶受損較重的已搬遷避讓,4戶牆面出現一般裂縫的正在動員搬遷。另外,路面嚴重塌陷1處,其附近部分路段出現懸空,現已設立警示標誌。