案例题 H煤矿为井工矿，设计生产能力为1.2Mt/a，共有员工620人。该矿采用立井开拓，中央边界抽出式通风，双回路供电。该 矿井水文地质条件为复杂类型，矿井正常涌水量为600-700m3/h，最大涌水量为1300m3/h，按规定设立防治水机构，但专业技术 人员不足。该矿井为两段排水，主排水泵房设在主井底+108m水平，安装有4台水泵，铺设无缝钢管排水管路，将水从主泵房排至地面（+324.8m标高）。+108m标高以下设有临时排水系统。
2019年4月6日，煤矿南一回风巷+40m标高掘进工作面发生透水事故，造成12人死亡，事故经济损失1370万元。
透水事故发生在运输下山十40标高南一回风巷掘进工作面，煤层厚度2-3，煤层倾角为14°，该掘进工作面于2月1日开始掘进，锚梁网支护，巷道断面为全煤时使用掘进机掘进，遇有硬岩时采用钻孔爆破掘进。该巷道设计长度800m。至事故发生时已经掘进380.4m。除透水事故工作面外，事故区域还安排有3个掘进工作面，均在透水点标高以下，分别为运输下山+25m标高南二运输巷掘进工作面、运输下山+16m标高掘进工作面、回风下山+17标高掘进工作面。
+40m标高南一回风巷在掘进过程中没有涌水，在其上部有一已经开采多年的采空区，留设了40m的防水煤柱。该巷道掘进施工初期，在未准确估计老空区积水区的前提下，在+38.3m距车场30m处打了2个探放水钻孔（钻孔的巷道高为3m，宽为 2．5m，经测定，水头标高为-300m，煤的抗拉强度kp为0．16MPa，若安全系数A取4，重力加速度g按10m／s 2取值），并发现 了局部突水点，突水量为500m3/h，钻孔单位涌水量为2.5L/（s·m）。并在放水时+40m标高以下仍有人员在进行掘进作业，之后 未再进行探放水作业。并且该掘进队在掘进过程中没有准确掌握矿井老空位置等矿井水文地质资料，造成实际工作面位置偏向 采空区一侧达24m，导致在图纸上标注的40m煤柱实际上已经不存在。H矿为了及早形成采煤工作面、早投产，将该掘进工作面的施工委托给承包方，并且约定安全生产监督管理工作全部由承包方来进行。
根据以上场景，回答下列问题：
1.该煤矿及施工方在施工运输下山+40m标高南一回风巷掘进工作面时存在哪些问题?
2.请列式计算探放水钻孔的超前距。采掘工作面遇到哪些情况时需要留设防水煤柱？
3.煤矿应当开展老空分布范围及积水情况调查工作，查清矿井和周边老空及积水情况，调查内容包括哪些内容？
4.结合本案例，根据该巷道按照钻孔单位涌水量的大小，评价其含水层富水性，并说明理由。
5.简述该矿在以后探放老空水的过程中应落实好的具体措施。

正确答案

1.存在的问题：
（1）安全生产主体责任未落实，未对事故工作面实施监督检查。
（2）煤矿违规将掘进工作面作为独立工程对外承包。
（3）没有配备满足工作需要的防治水专业技术人员。
（4）未严格落实探放水作业的各项规定，冒险组织生产。
（5）未查明老空水体的空间位置、积水范围、积水量和水压等。
（6）探放水作业时未撤出探放水点标高以下受水害威胁区域的人员。
（7）施工过程未严格按照采矿设计施工，且测量工作不到位，致使破坏了防水煤柱。
2.该探放水钻孔超前距为：

采掘工作面遇有下列情况之一的，必须留设防水煤（岩）柱：
（一）煤层露头风化带；
（二）在地表水体、含水冲积层下或者水淹区域邻近地带；
（三）与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层；
（四）有大量积水的老空；
（五）导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或者地下暗河；
（六）分区隔离开采边界；
（七）受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。
3.煤矿应当开展老空分布范围及积水情况调查工作，查清矿井和周边老空及积水情况，调查内容包括老空位置、形成时间、范围、层位、积水情况、补给来源等。
4.本案例中按照钻孔单位涌水量的大小，为强富水性。
理由：按照钻孔单位涌水量q值大小，将含水层富水性分为以下4级。
1.弱富水性：q≤0.1L/（s·m）；
2.中等富水性：0.1L/（s·m）＜q≤1.0L/（s·m）；
3.强富水性：1.0L/（s·m）＜q≤5.0L/（s·m）；
4.极强富水性：q＞5.0L/（s·m）。
5.（1）探放老空水前，应查明老空水体的空间位置、积水范围、积水量和水压等。
（2）探放水时，要撤出探放水点标高以下受水害威胁区域的所有人员。
（3）放水时，应当监视放水全过程核对放水量和水压等，直到老空水放完为止并进行检测验证。
（4）钻探接近老空时，应当安排专职瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。