分析

简答题:某煤矿属于水文地质类型复杂的矿井,设计生产能力为1.5Mt/a。该矿只有13号煤层一个可采煤层,平均厚度7m,埋深240~385m,倾角0°~5°,属于全区稳定可采煤层。该煤层上部岩层有含水层,无冲击地压倾向性。
2017年4月1日,矿井开始沿井田边界施工13201回风顺槽掘进工作面,巷道沿底板掘进,宽4.8m,高3.8m。经调查邻近矿井为已经废弃的封闭老窑,开采图纸等资料不详。该矿制定了探放水措施,但在生产过程中并未严格按规定进行探放水作业。
4月28日19时30分,当班工人在13201工作面回风顺槽掘进工作面作业时,发现迎头附近出现雾气,煤帮出现淋水且淋水量不断增大,局部出现掉渣、片帮等现象。20时05分,该矿生产技术部副部长到该工作面巡查,但未作任何安排便自行离开。当班工人继续进行掘进作业。21时40分,13201工作面回风顺槽掘进工作面迎头发生透水事故。
21时45分,当班瓦检员第二次巡检行至该巷道口时,听到异常响声,看到风筒摆动、巷道底板积水不断增加,马上向矿调度室汇报。矿调度员立即通知井下所有人员升井,同时向矿领导进行了汇报。经统计,当班井下作业人员158人,紧急升井153人,事故共造成5人死亡。
事故调查发现:
①安全管理比较混乱。
②防治水技术管理仅由一名机电专业的助理工程师负责。
③除掘进迎头附近区域外,13201工作面回风顺槽与邻近矿井采空区之间的煤柱宽度为21~25m。
④13201回风顺槽邻近矿井采空区积水量达425600m3,水头压力达0.4MPa。
⑤13号煤的抗拉强度为0.3MPa。
根据事故调查结论,政府相关部门要求该矿深刻吸取教训,严格遵循煤矿防治水工作原则,按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水细则》相关规定,对存在问题或隐患进行整改。
[注]防隔水煤(岩)柱计算公式L=0.5KM(3p/KP)1/2,式中:L一煤柱留设的宽度,m;K一安全系数,一般取2~5,本题取5;M一煤层的厚度或者采高,m;p一实际水头值,MPa;Kp一煤的抗拉强度,MPa。
根据以上场景,回答下列问题:
 1.列出煤矿防治水工作应坚持的“十六字”原则。
 2.简述13201工作面回风顺槽探放水钻孔布置应考虑的参数。
 3.指出13201工作面回风顺槽防治老空积水应监测的内容。
 4.判断13201工作面回风顺槽与邻近矿井采空区之间21~25m的煤柱是否安全,并计算说明。
 5.提出防治13201工作面透水事故应采取的措施。

正确答案
1.煤矿防治水工作应坚持的“十六字”原则:预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。
 2.13201工作面回风顺槽探放水钻孔布置应考虑的参数有:超前距、帮距、钻孔密度、允许掘进距离。
 3.13201工作面回风顺槽防治老空积水应监测的内容有:水量、水压、水温、水质、有害气体、煤柱、排水设施状况等。
 4.煤柱宽度1=0.5KM(3P/Kp)1/2=0.5×5×7×(3×0.4/0.3)1/2=35(m)煤柱宽度应不小于35m,因此13201工作面回风顺槽与邻近矿井采空区之间21~25m的煤柱不安全。
 5.防治13201工作面透水事故应采取的措施:
(1)健全防治水机构和防治水制度。
(2)配备专业技术人员、专门探放水作业队伍、专项探放水设备。
(3)采用勘探放水技术,建立可靠的排水系统。
(4)留设安全的防隔水煤柱。
(5)加强巷道支护。
(6)监测有毒有害气体,发现情况及时撤出人员。
 
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