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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#煤层1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工作西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2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1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。
(4)13201回风顺槽邻近矿井采空区积水量达425600m3,水头压力达0.4MPa。
(5)13#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。
【提示】防隔水煤(岩)柱计算公式:
式中:L—煤柱留设的宽度;
K—安全系数,一般取2~5;
M—煤层的厚度或者采高,m;
p—实际水头值,MPa;
K—煤的抗拉强度(可由试验测定或按本区经验值),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2125m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。
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