三、案例分析问答题
26、背景资料
某煤矿设计生产能力3.0Mt/a，单一水平生产，矿井含水层为孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件良好，顶板砂砾岩层单位涌水量为1.2L·s-1·m-1，井田及周边老空水分布位置、范围、积水量清楚。矿井正常涌水量为180m³/h，最大涌水量为360m³/h。该矿遵循“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字防治水原则，实施了七项综合配套防治措施。
矿井中央排水系统配有工作水泵1台，型号为MD280-65X9，备用水泵2台，型号为MD155-67X8，φ219mm排水管路2趟，φ273mm排水管路1趟，主副水仓各1个，主水仓容量776m³，副水仓容量467m³，水仓总容量为1243m³。2021年4月矿井联合排水试验报告显示：MD280-65X9型水泵的排水能力为220m³/h，2台MD155-67X8型水泵排水能力均为110m³/h，MD280-65X9型水泵和2台MD155-67X8型水泵的联合排水能力为420m³/h。
2021年8月，当地煤矿安全监管部门检查发现：该煤矿最近的水文地质类型划分报告编制时间为2017年5月，报告修订明显不及时，且在防治水管理方面制度不健全，只建立了水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度和水害预测预报制度。
根据以上场景，回答下列问题：
1.根据《煤矿防治水细则》，补充该矿应建立的其他四项防治水制度。
2.判断该矿水文地质类型，并说明依据。
3.根据《煤矿防治水细则》，列出该矿七项防治水综合配套措施。
4.计算并判断该矿水泵排水能力是否符合要求。
1.根据《煤矿防治水细则》，煤炭企业、煤矿应当结合本单位实际情况建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度以及应急处置制度等。该矿应建立的其他四项防治水制度为水害隐患排查治理制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度、应急处置制度。
2.结合该矿井含水层为孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件良好，顶板砂砾岩层单位涌水量为1.2L·s-1·m-1，井田及周边老空水分布位置、范围、积水量清楚。矿井正常涌水量为180m³/h，最大涌水量为360m³/h，按矿井水文地质分类就高不就低的原则，确定该矿井水文地质类型为复杂。依据为其顶板砂砾岩层单位涌水量达1.2L·s-1·m-1。
3.该矿七项防治水综合配套措施：探、防、堵、疏、排、截、监。
4.工作水泵排干矿井24h正常涌水量的时间：
工作和备用水泵搀干矿井24 h最大涌水量的时间:
故水泵能力不能满足排水要求。
27、背景资料
某煤矿为斜井开拓，开采4号煤层，煤层厚度为7.28~9.45m，地质构造中等，煤尘具有爆炸危险性，自燃倾向性为自燃，4203运输巷掘进工作面施工工艺采用综掘机沿底掘进，皮带运输机运输。支护方式为锚杆、金属网配合锚索和T型钢带，锚杆间排距为920mmX1000mm，每间隔一排布置两根锚索，锚索距巷道上、下帮各1m处布置，锚索长度为9.2m。
2021年6月10日9时30分，当班班长发现，4203运输巷掘进工作面迎头后方60m处设置的顶板离层监测仪读数变化超过10cm，锚索测力计数据急剧增加，顶板淋水加大、下沉明显、出现多处裂缝，遂安排3人补打锚杆加强顶板支护，其他人员正常开展掘进作业。11时30分，班长在巡视过程中听到一声巨响，发现4203运输巷皮带运输机停止运转，立即赶往4203运输巷掘进工作面迎头查看情况，行至距掘进工作面迎头约65m处，发现巷道大面积冒顶，立即向矿调度室电话汇报。该矿随即启动应急预案，组织开展救援工作，同时向当地应急管理部门进行了事故报告。
经事故调查，冒顶发生在4203运输巷掘进工作面迎头后方50m处，冒顶段长度约15m。事故发生的原因包括：4203运输巷布置在上部煤层区段煤柱下，冒顶及周边区域顶板发育有富水性较强的含水层，地质条件变化较大，掘进队未能及时调整支护方式。事故造成2人遇难，直接经济损失300万元。
根据以上场景，回答下列问题：
1.列出4203运输巷发生事故前可能出现的征兆。
2.列出锚杆支护的三种作用机理。
3.列出煤矿应向当地应急管理部门报告的事故内容。
4.简述防止此类管顶事故发生应采取的技术措施。
1.4203运输巷发生事故前可能出现的征兆：顶板下沉速度急剧增加、支柱载荷急剧增大、片帮、顶板断裂、掉碴、煤炮密集、淋水加大、支护锚杆锚索变形增大。
2.锚杆支护的作用机理(列出三种即可)如下：
(1)悬吊作用：锚杆将顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，增强软弱岩层的稳定性。
(2)组合梁作用：如果顶板岩层中存在若干分层时，锚杆可将各岩层组合到一起，形成较厚的岩层，从而增加岩层的强度和抗破坏能力，避免岩层间水平滑动和出现离层现象。
(3)组合拱作用：在拱形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆，从杆体两端起形成圆锥形分布的压应力区，各锚杆形成的压应力区相交，在岩体中形成一个压缩带，即压缩拱，压缩拱内的围岩受力状态得到改善，强度提高。
(4)围岩强度强化作用：锚杆与锚固的围岩形成统一承载体，锚杆的作用是改变围岩的应力状态，增加围压，从而提高围岩的承载能力。
(5)最大水平应力理论：锚杆可以沿轴向限制岩层的膨胀，并限制岩层的剪切错动。
(6)松动圈支护理论：锚杆支护的作用是限制围岩松动圈形成过程中碎胀力所造成的有害变形。
3.煤矿应向当地应急管理部门报告的事故内容包括：单位概况，事故时间、地点，现场情况，简要经过，伤亡情况，直接经济损失，已经采取的措施，其他情况。
4.防止此类冒顶事故发生应采取的技术措施：
(1)加强顶板疏放水。
(2)加强顶板监测。
(3)合理设计煤柱宽度。
(4)优化巷道布置。
(5)避开(煤柱)应力集中区。
(6)优化支护设计。
(7)巷道轴线方向尽可能与构造应力方向平行。
28、背景资料
A煤矿为设计生产能力5Mt/a的新建矿井，地面平均标高+1210m，开采水平标高+750m，煤层平均倾角5°。3号煤层和5号煤层为可采煤层，其中3号煤层为当前开采煤层，平均厚度4.5m，煤层及顶板柱状图如图1所示。
该矿布置有一、二采区两个生产采区，一采区有1301综采工作面，二采区有2301运榆巷和回风巷两个掘进工作面，均位于井田东部，与B煤矿相邻，采掘工程平西图如图2所示。
经鉴定，A煤矿为高瓦斯矿井，3号煤层为容易自燃煤层，5号煤层为自燃煤层，煤尘不具有爆炸性，未开展煤岩冲击倾向性鉴定。矿井正常涌水量600m³/h，最大涌水量1300m³/h。B煤矿条件与A煤矿相似，2年前曾发生顶板透水淹没采区事故，并曾因越界开采被煤炭行业监管部门处罚。
A煤矿整体承包给M公司生产经营，并签订安全生产管理协议。煤矿五职矿长齐全，配有通风和机电两名副总工程师，设有生产技术科、机电科、安全科等管理部门，其中生产技术科仅有1名兼职人员负责防治水技术管理工作。M公司因人员暂时短缺，将煤巷掘进工程承包给N公司，并与其签订了安全生产管理协议，探放水工作由掘进队负责。
2022年3月20日，矿山安全监察部门检查发现：①2301回风巷掘进工作面已施工至距离井田边界150m处，但未编制探放水设计和开展探测工作，未编制水害专项应急预案;②3月19日中班1301综采工作面正常生产过程中回风巷瓦斯浓度曾达到1.2%;③主水仓工作水泵未进行联合排水实验;④1301综采工作面上隅角CO传感器悬挂位置不当;⑤主运输皮带机温度监测装置失效;⑥2301运输巷掘进工作面个别锚杆预紧力不足;⑦支护工使用普通钻机进行探放水;⑧该矿与相邻的B煤矿有技术交流，凭图纸判断两煤矿不存在越界开采，未开展相关验证工作;⑨两个采区的回风巷直接串联，未设置专用回风巷。
针对上述问题和隐患，矿山安全监察部门责令限期整改，并建议A煤矿根据《煤矿智能化建设指南》(2021年版)要求，建立矿井水害预警系统。
根据以上场景，回答下列问题：
1.根据《生产安全事故统计调查制度》(应急[2020]93号)，列出A煤矿可能发生的事故类型。
2.根据《煤矿重大事故隐患判定标准》，指出A煤矿存在的重大事故隐患。
3.根据《煤矿防治水细则》，指出A煤矿在防治水方面存在的问题。
4.列出A煤矿水害应急专项预案应包括的内容。
5.根据《煤矿智能化建设指南)>(2021年版)，简述A煤矿水害预警系统应具备的基本功能。
1.A煤矿可能发生的事故类型：瓦斯爆炸、冲击地压、冒顶、火灾、水害、机械伤害、中毒窒息。
2.A煤矿存在的重大事故隐患：
(1)采区未设置专用回风巷。
(2)严重水患未采取有效措施。
(3)瓦斯超限作业。
(4)未按规定进行煤岩冲击倾向性鉴定。
(5)M公司违规将掘进工程转包给N公司。
(6)主运输皮带温度监测装置失效。
(7)没有防治水专业技术人员。
3.A煤矿在防治水方面存在的问题：
(1)未设立专门的防治水机构。
(2)未配足防治水专业技术人员。
(3)未建立专门的防治水探放队伍。
(4)未配备专用探放水设备。
(5)未配备防治水副总工程师。
4.A煤矿水害应急专项预案应包括的内容：适用范围、应急组织机构及职责、响应启动、处置措施、应急保障。
5.A煤矿水害预警系统应具备的基本功能：
(1)实时在线监测水位、水压、水量等指标。
(2)井下水害智能预测、预警功能。
(3)与排水系统联动。
