沙曲矿一面一策.doc

前 言根据华晋公司瓦斯综合治理五年规划的总体部署，近年来沙曲矿开展了扎实、有效的瓦斯综合治理工作。进入2013年，沙曲矿基本实现了由局部瓦斯治理向区域瓦斯治理的转变。北翼2#煤保护层工作面可实现连续开采。南翼14301预抽巷和1#底抽巷已安全贯通，可实现底抽巷施工穿层钻孔掩护巷道掘进，以及穿层钻孔或顺层孔进行大面积区域预抽；南翼2#底抽巷和北翼1#、2#底抽巷正在施工中，并计划开工南、北翼3#底抽巷。2013年矿井生产计划为：原煤产量325万吨，回采产量307万吨，掘进煤产量18万吨；其中，南翼回采产量131万吨，北翼回采产量176万吨。进尺23000米，其中，南翼进尺约11000米，北翼进尺约12000米。钻孔进尺43万米，其中，区域预抽钻孔进尺21万米，抽采瓦斯1.15亿立方米（标况），抽采率达62%以上，瓦斯抽采可利用量（浓度30%以上）达6000万m3。煤矿瓦斯治理国家工程研究中心沙曲项目部紧紧围绕区域瓦斯治理这一治本之策，根据矿井2013年生产接替计划安排，结合现场实际，对瓦斯治理重点头面认真进行了分析，编制了本年度矿井瓦斯综合治理“一矿一策”、“一面一策”。鉴于2013年沙曲矿将要完成“一矿变两矿”工程，故“一面一策”编制分南北翼两部分。第一部分：“一矿一策”一、 瓦斯治理四项指标1、开采保护层工作面2个即22201和22202工作面。2、瓦斯抽采量1.15亿m3。3、抽采钻孔量43万米，其中区域预抽钻孔21万米。4、矿井瓦斯抽采率达62%以上，瓦斯抽采可利用量（30%）达6000万m3。二、 区域瓦斯治理1、矿井区域瓦斯治理思路根据矿井煤层瓦斯分布的特点：矿井由北向南煤层瓦斯含量逐渐增大；北翼3#煤与4#煤并区、煤层较厚，南翼由西向东3#煤与4#煤层间距逐渐变小、局部重合；2#、3#、4#、5#煤为近距离煤层群，主采煤层4#、5#煤层间距仅5m左右，且煤层透气性较好等。矿井区域瓦斯治理思路是：优先选择开采保护层；不具备开采保护层条件的，利用底板瓦斯抽采专用巷施工穿层孔或顺层孔预抽煤层瓦斯区域防突措施。具体为：北翼坚持把2#煤作为保护层开采，彻底解放其下覆4#、5#主采煤层，实现卸压开采；充分利用现有的4#煤巷道施工顺层长钻孔进行本煤层递进式区域预抽或卸压抽采，其它地点施工底抽巷，采用穿层孔或顺层孔（利用定向钻机）进行采前预抽、采后卸压抽采。2#煤掘进采用迎头+帮钻场施工顺层孔进行区域预抽后掘进。南翼东部因3#煤与4#煤层间距由远及近直至重合，3#煤不具备作为保护层开采的条件，坚持施工底板瓦斯抽采专用巷，先实施穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯掩护主采煤层巷道掘进，然后施工穿层钻孔或顺层孔进行区域预抽；西部尝试把3#煤作为保护层开采进行试验。2、保护层开采保护层开采的关键是：对被保护层瓦斯进行卸压抽采。22201保护层工作面已安全回采933m，剩余可采走向500m预计于2013年6月采完；然后回采22202保护层工作面。其被保护层利用24208回风巷施工顺层长钻孔进行采前预抽和采后卸压抽采。须对被保护层（4#煤）卸压抽采效果进行考察，特别是22202保护层工作面下覆4#煤的抽采效果，防止因22201保护层工作面采动影响造成塌孔、影响钻孔抽采22202工作面下覆4#煤的瓦斯。22203、22204等保护层工作面在1#、2#底抽巷施工穿层孔或使用定向钻机施工顺层孔进行采前预抽和采后卸压抽采。3、区域瓦斯预抽年度内进行顺层长钻孔区域预抽的工作面有14301、14302、14401和24307等4个工作面，另南、北翼1#、2#底抽巷等地点也可施工顺层长钻孔进行区域预抽。第二部分：南翼“一面一策”一、采煤工作面根据矿井生产计划安排，2013年南翼计划回采产量131万吨，布置4个回采工作面即14202、14301、15102和15202工作面。14202采煤工作面正在回采，其瓦斯综合治理措施已在2012“一面一策”中制定，其余采煤工作面瓦斯综合治理措施如下：（一）14301工作面1、工作面概况14301工作面是南三采区首个4#煤综采工作面，走向长度平均1302.3m，可采走向长度1162m，面长220m。里段4#煤平均厚度2.7m、外段平均厚度2.3m，3#煤平均厚度1.1m，煤层倾角平均4°，工作面底板标高在+436.5+553.4m之间。鉴于4#煤与3#煤层间距在9.20.4m之间，且由西向东层间距逐渐变小，为此工作面分两段回采。里段工作面走向长度509.2m， 3#+4#煤同采，层间距在1.20.4之间；外段工作面可采走向长度652.1m，只采4#煤。4#煤为突出煤层，该区域为突出危险区；3#煤由抚顺分院于2008年3月鉴定为：南翼+420m及以上区域无突出危险性，工作面内3#煤无突出危险性。该工作面为突出危险工作面，采用“两进一回”的Y型通风方式，综采。里段工作面3#+4#煤厚度平均4.8m（4#煤2.7m、夹矸1.0m、3#煤1.1m），采高4.6m。上覆2#煤厚0.75m，层间距9.27m；下覆5#煤厚2.04m，层间距7.4m；下覆6#煤厚1.66m，层间距22.36m（距4#煤底板）。外段4#煤平均厚度2.3m，采高2.3m。上覆3#煤厚1.1m，层间距9.21.4m、平均5.6m。里段工作面计划日产量3200吨(4刀)，预计里段工作面2013年9月回采， 2014年5月收尾。外段工作面计划日产量2000吨(5刀)，预计外段工作面2014年8月回采， 2015年3月收尾。2、瓦斯涌出量预测工作面回采期间的瓦斯主要来源于本煤层瓦斯、上覆3#和2#煤的瓦斯以及下覆5#和6#煤的卸压瓦斯。根据分源计算法，里段和外段工作面瓦斯涌出量分别计算如下：A:里段工作面： （1）本煤层相对瓦斯涌出量预计q本k1×k2×k3×k4×k5×M/m（X0XC）式中q本本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；k1 围岩瓦斯涌出系数，取1.2；k2工作面残煤瓦斯涌出系数，为回采率的倒数，取1.05；k3掘进工作面预排瓦斯影响系数，取值0.89；k3=(L-xb)/L=(220-2×12)/220=0.89；k4不同通风方式的瓦斯涌出系数，U形通风方式取值1.0、Y型通风取值1.31.5，本处取1.3；k5本煤层抽采瓦斯影响系数，取1.0； M本煤层厚度， 3#+4#+夹矸取4.8m；m本煤层回采厚度， 4.6m；X0本煤层瓦斯含量，取3#+4#平均值即11.36m3/t；Xc本煤层残存瓦斯含量，取3#+4#平均值即3.44m3/t。计算得工作面里段3#+4#煤相对瓦斯涌出量：q本1.2×1.05×0.86×1.3×1.0×4.8/4.6×（11.36-3.44）11.65m3/t。（2）邻近煤层相对瓦斯涌出量预计按公式q邻=Km/M（XoiXci）×ni计算，式中：q邻邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；i第i个邻近煤层瓦斯排放率；k邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数，上、下邻近层均取1.0；m邻近煤层的煤层厚度；M开采层高度，取4.8m；Xoi第i个邻近煤层原始瓦斯含量，m3/t；Xci第i个邻近煤层残存瓦斯含量。上邻近层2#煤瓦斯排放率2=1.0，煤层厚度M=0.75m，原始瓦斯含量X01=10.65m3/t，残存瓦斯含量Xc1=3.41m3/t；下邻近层5#煤瓦斯排放率2=0.80，煤层厚度M=2.04m，原始瓦斯含量X01=12.08m3/t，残存瓦斯含量Xc1=3.64m3/t；下邻近层6#煤瓦斯排放率2 =0.35，煤层厚度M=1.66m，原始瓦斯含量X02=10.15m3/t，残存瓦斯含量Xc2=3.7m3/t；上邻近层2#煤相对瓦斯涌出量：q邻上= 1.14m3/t。下邻近层5#、6#煤相对瓦斯涌出量：q邻下5= 2.9m3/t。q邻下6= 0.78m3/t。（3）14301里段工作面相对瓦斯涌出量q采= q本+q邻=11.65+1.14+2.9+0.78=16.47m3/t。（4）14301里段工作面绝对瓦斯涌出量按公式Qq=k×q采×A/24×60计算，式中：Qq-工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min ；q采-工作面相对瓦斯涌出量，取16.47m3/t；A工作面日产量，取3200t/d；K修正系数，取1.2。Qq=k×q采×A/24×60=1.2×16.47×3200/1440=43.9m3/min。根据以上计算结果，里段工作面日产3200吨时最大绝对瓦斯涌出量为43.9m3/min。B：外段工作面：（1）本煤层相对瓦斯涌出量按公式计算得：q本10.21 m3/t。（2）邻近煤层相对瓦斯涌出量预计q邻上34.33 m3/t；q邻上22.96m3/t；q邻下56.44m3/t；q邻下61.65 m3/t。（3）14301外段工作面相对瓦斯涌出量q采=q本+q邻=25.59m3/t。（4）14301外段工作面绝对瓦斯涌出量14301外段工作面按日产量2000t（5刀）计算得：Qq=k×q采×A/24×60=1.2×25.59×2000/1440=42.7m3/min。根据以上计算结果，外段工作面日产2000吨时最大绝对瓦斯涌出量为42.7m3/min。注：由于矿井未能实现分区域瓦斯基础参数的重新测定，目前只能采用平均值，而根据南翼瓦斯含量比北翼高的实际情况，并参考南翼已采4#煤工作面的实际瓦斯涌出量，在对南翼4#煤工作面瓦斯涌出量的计算中，选取了修正系数k，k取1.2。 3、瓦斯综合治理设计（1）瓦斯治理方法a防突设计里段工作面回采前，须在工作面两巷施工顺层孔对工作面进行区域预抽消突（3#、4#煤各施工一排钻孔，呈三花眼布置，孔间距6m，共324个钻孔、工作量35640m）。经预抽后按规定实测工作面的残余瓦斯含量（3#、4#煤）进行区域效果检验，当实测的残余瓦斯含量8 m3/t时，确定该工作面为无突出危险工作面方可生产，否则须延长抽采时间直至符合要求为止。回采过程中采用钻屑指标法进行区域验证（3#、4#煤分别进行），工作面每推进50m进行两次区域验证，验证指标不超时方可生产；若预测指标超标，采取局部防突措施即在工作面煤壁施工顺层排放钻孔，经效果检验合格后，方可回采，且措施孔超前距不少于3m。外段工作面回采前，须在工作面两巷施工顺层孔对工作面进行区域预抽消突（4#煤），孔间距6m，考虑已施工的顺层长钻孔外，另设计156个钻孔、工作量17160m。经预抽后按规定实测工作面的残余瓦斯含量（4#煤）进行区域效果检验，当实测的残余瓦斯含量8 m3/t时，确定该工作面为无突出危险工作面方可生产，否则须延长抽采时间直至符合要求为止。回采过程中采用钻屑指标法进行区域验证，工作面每推进50m进行两次区域验证，验证指标不超时方可生产；若预测指标超标，采取局部防突措施即在工作面煤壁施工顺层排放钻孔，经效果检验合格后，方可回采，且措施孔超前距不少于3m。b瓦斯治理方法工作面采用两进一回的Y型通风方式。瓦斯治理方法如下：本煤层：工作面两巷施工顺层钻孔预抽本煤层的瓦斯；下覆5#煤：表一 14301预抽巷内5#煤钻场顺层钻孔参数表孔号方位（与14301预抽巷夹角）仰角预计孔深（m）1左夹12°5°3222左夹21°5°3363左夹31°4°3584左夹40°4°3815左夹49°3°3296左夹60°3°2777左夹72°2°2428左夹83°1°2329左夹95°0°22410左夹106°0°23011左夹118°-1°24012左夹129°-2°26713左夹140°-2°27114左夹151°-3°24415左夹162°-3°230里段工作面在14301预抽巷内5#煤钻场（规格4×2.7×2.6m）内施工5#煤顺层孔，钻孔呈扇形布置，终孔点间距50m，共设计5#煤顺层孔15个、工程量3670m（具体参数见表一）；未覆盖地点在14301预抽巷施工穿层孔（40×40m网格布置），设计5组、每组5个孔、终孔点为5#煤顶板。第一组距切眼20m。共设计25个钻孔，工程量3075m（具体参数见表二）。进行采前预抽、采后抽采5#煤卸压瓦斯并拦截6#煤卸压瓦斯。表二14301预抽巷穿层钻孔（5#煤）参数表孔号方位（与14301预抽巷夹角）仰角预计孔深（m）1左90°20°442左90°10°843左90°7°1224左90°5°1625左90°4°203外段工作面在德钻钻场内施工5#煤顺层孔，钻孔呈扇形布置，终孔点间距50m，共设计9个钻孔，工程量2680m。进行采前预抽、采后抽采5#煤卸压瓦斯并拦截6#煤卸压瓦斯。具体参数见表三。表三 外段5#煤顺层钻孔参数表孔号方位（与巷道垂直方向夹角）仰角预计孔深（m）1左夹4°4°1212左夹1°5°2503右夹6°5°4104右夹12°5°4105右夹18°5°4106右夹25°5°4107右夹31°6°3468右夹43°6°2019右夹63°6°122裂隙带瓦斯： 里段工作面利用14301轨道巷与14301预抽巷间的三个联巷施工倾向高位钻孔抽采裂隙带的瓦斯；辐射不到地点在14301轨道巷的采煤帮钻场施工顶板走向孔。具体为：a:1#联巷施工5个高位钻孔（1#孔距切眼20m），2#联巷施工10个高位钻孔、3#联巷施工10个高位钻孔。钻孔呈扇形布置，孔径不小于113mm，终孔点高度3040m、距轨道巷采煤帮不少于30m、终孔点间距10m，具体参数见表四。表四 联巷高位钻孔参数表联巷孔号方位（与施工联巷夹角）仰角预计孔深（m）1#联巷1左夹20°32°662左夹29°29°713左夹35°26°774左夹42°24°835左夹47°22°912#、3#联巷1右夹119°16°1262右夹115°18°1203右夹111°19°1154右夹107°21°1105右夹102°22°946右夹198°24°897右夹94°25°848右夹90°26°809右夹85°28°7510右夹80°29°71b:轨道巷顶板走向钻场间距50m，每个钻场内施工5个孔，呈扇形布置，孔径不小于113mm、孔深90m以上，钻孔压茬不少于2m，终孔点高度3040m，终孔点间距8m、第一个孔终点距轨道巷不少于15m，具体参数见表五。 表五 顶板走向钻孔参数表孔号方位（与14301预抽巷夹角）仰角预计孔深（m）1左夹12°21°962左夹16°21°993左夹20°20°1024左夹25°20°1045左夹29°19°106外段工作面利用13301胶带巷施工倾向高位钻孔，间距60m一组，每组施工4个孔，终孔点高度1625m，终孔点间距15m，孔径不小于153mm、孔深60m以上，具体参数见表六。表六 外段高位钻孔参数表孔号方位（与13301胶带巷夹角）仰角（°）预计孔深（m）1左夹35°12902左夹43°14813左夹50°16724左夹57°1863里、外段工作面胶带巷钻场内施工顶板走向孔抽采裂隙带瓦斯。钻场间距100m，每个钻场内施工5个孔，呈扇形布置，孔径不小于113mm、孔深130m以上，钻孔压茬不少于2m，终孔点高度3040m，终孔点间距8m、第一个孔终点距胶带巷不少于15m。具体参数见表七。表七 胶带巷顶板走向钻孔参数表孔号方位（与胶带巷夹角）仰角（°）预计孔深（m）1右夹8°15°1352右夹12°15°1393右夹16°14°1414右夹20°14°1445右夹24°13°147采空区瓦斯：留巷埋管抽采。另：外段工作面回采时，为防止3#煤瓦斯随顶板冒落突然释放造成塘口瓦斯积聚，工作面3#与4#煤层间距小于3m时在原13301胶带巷施工3#煤顺层孔进行预抽，即第二切眼向外180m范围，孔间距6m，孔深不少于50m。共布置30个钻孔，工程量1500m。（2）通风系统设计a通风路线14301胶带巷 工作面 14301留巷14301回风联巷 14301轨道巷 14301预抽巷南翼1#底抽巷回风立眼南回大巷。 b配风量计算：按公式Q采100×q采×K采通×（1K抽采率）/C计算，式中：Q采工作面所需风量，m3/min；q采工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min（取43.9和42.7）；C风流中瓦斯管理浓度，；K采通瓦斯涌出不均衡系数，取1.6；Q采里100×43.9×1.6×（10.674）/0.82862m3/min。Q采外100×42.7×1.6×（10.717）/0.82417m3/min。里段工作面日产3200吨时，工作面配风量不少于2862m3/min。外段工作面日产2000吨时，工作面配风量不少于2417m3/min。(3)抽采系统设计里段工作面以14301预抽巷顺层孔和穿层孔抽采5#煤卸压瓦斯和14301轨道巷顶板走向孔抽采裂隙带瓦斯为主，本煤层顺层孔预抽和留巷埋管抽采为辅。外段工作面以德钻钻场顺层孔抽采5#煤卸压瓦斯和13301胶带巷高位钻孔抽采裂隙带瓦斯为主，本煤层顺层孔预抽和留巷埋管抽采为辅。14301工作面两巷各铺设一路抽采管、14301预抽巷铺设二路抽采管。抽采量计算里段工作面：预计14301胶带巷顺层孔抽采浓度为20%、抽采纯量3.0m3/min，顶板走向孔抽采浓度为20%、抽采纯量2.0m3/min，抽采混合量共为25m3/min；14301轨道巷顺层孔抽采浓度为20%、抽采纯量3.0m3/min、混合量则为15m3/min，顶板走向孔或高位钻孔抽采浓度为30%、纯量6.0m3/min，混合量则为20m3/min；留巷埋管抽采浓度为4%、抽采纯量3.6m3/min、混合量则为90m3/min；14301预抽巷抽采浓度为35%、抽采纯量12m3/min、混合量则为38m3/min。共计抽采瓦斯29.6m3/min，抽采率67. 4%。外段工作面：预计14301胶带巷顺层孔抽采浓度15%、抽采纯量2.0m3/min，顶板走向孔抽采浓度为20%、抽采纯量2.0m3/min，抽采混合量共为24m3/min； 14301轨道巷顺层孔抽采浓度15%，抽采纯量2.0m3/min，混合量为14m3/min；13301胶带巷3#煤顺层孔和高位钻孔抽采浓度为30%、纯量9.0m3/min，混合量为34m3/min；留巷埋管抽采浓度4%、抽采纯量3.6m3/min，混合量为90m3/min； 德钻钻场抽采浓度为35%、抽采纯量12m3/min，混合量则为35m3/min。共计抽采瓦斯30.6m3/min，抽采率71.7%。符合煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1126-2006）中工作面绝对瓦斯涌出量40Q70 m3/min时抽采率50%的要求。抽采管路选型：按公式D=0.1457×(Q/V)1/2计算，式中：D抽采管路内径，m；Q混合气体流量，胶带、轨道巷和14301预抽巷分别取25m3/min、35m3/min、90m3/min、38m3/minV气体流速，取12m/s。D胶=0.21m；D轨=0.27m；D预1=0.42m；D预2=0.27m；根据上述计算，14301运输巷选用219抽采管；14301轨道巷选用320抽采管；14301预抽巷选用450和320抽采管各一路。为防止工作面初采期间瓦斯超限，采取如下措施： 工作面切眼以东施工顺层孔进行预抽，孔深30m、孔间距6m。1#联巷施工3个低位孔，第1个孔距切眼20m、孔间距8m、终孔点距轨道巷采煤帮2025m、高度1520。工作面瓦斯治理示意图见图一。图一 14301工作面瓦斯治理示意图（二）15202工作面1、工作面概况15202工作面走向长度400m，面长196m，煤厚平均2.95m，煤层倾角平均4°。工作面底板标高在+406+427m之间。其上覆为4#煤采空区，下覆煤层有6#煤。6#煤厚0.6m，层间距13.0m。5#煤为突出煤层，工作面为突出危险工作面，鉴于其上覆4#煤已回采，且内错布置，故该工作面确认为无突出危险工作面。工作面采用U型通风；综采，采高2.9m。计划日产量3000吨（6刀），预计2013年10月开始回采， 2014年元月收作。2、瓦斯涌出量预测工作面回采期间的瓦斯主要来源于本煤层、上覆4#煤采空区及下覆6#煤的卸压瓦斯。（1）本煤层相对瓦斯涌出量预计按公式q本k1×k2×k3×k4×k5×M/m（X余X存）计算，式中：q本本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；k1 围岩瓦斯涌出系数，取1.2；k2工作面残煤瓦斯涌出系数，为回采率的倒数，取1.02；k3掘进工作面预排瓦斯影响系数，取值0.84；k3=(L-xb)/L=(196-2×16)/196=0.84；k4不同通风方式的瓦斯涌出系数，取1.0；k5本煤层抽采瓦斯影响系数，取1.0； M本煤层厚度，2.95m；m本煤层回采厚度， 2.9m；X0本煤层残余瓦斯含量，取6.0m3/t；Xc本煤层残存瓦斯含量，取3.64m3/t。q本2.47m3/t。（2）下邻近层相对瓦斯涌出量预计按公式q邻=Km/M（XoiXci）×ni计算，式中：q邻邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；i第i个邻近煤层瓦斯排放率，6#煤取70%；k邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数，取1.0；m邻近煤层的煤层厚度；取0.6m；M开采层高度，2.9m；Xoi第i个邻近煤层原始瓦斯含量，取10.15m3/t；Xci第i个邻近煤层残存瓦斯含量，取3.7m3/t；q邻=0.94m3/t。（3）上覆4#煤采空区等相对瓦斯涌出量预计1.5m3/t。（4）15202工作面相对瓦斯涌出量q采= q本+ q邻=2.47+0.94+1.5=4.91m3/t。（5）15202工作面绝对瓦斯涌出量工作面日产3000t（6刀）时，工作面绝对瓦斯涌出量按公式Qq=q采×A/24×60计算得：Qq=4.91×3000/1440=10.23m3/min。根据以上计算结果，工作面日产3000吨时最大绝对瓦斯涌出量10.23m3/min。3、瓦斯综合治理措施（1）瓦斯治理方法a防突设计回采前须按规定实测工作面的残余瓦斯含量进行区域效果检验，当实测的残余瓦斯含量8m3/t时，不准生产，补打抽采孔预抽消突；只有当实测的残余瓦斯含量8m3/t时，确定工作面无突出危险后，方可生产；否则须延长抽采时间或补打排放孔回采过程中采用钻屑指标法进行区域验证，工作面每推进50m进行两次区域验证，验证指标不超时方可生产；若预测指标超标，采取局部消突措施即在工作面煤壁施工顺层排放孔，经效果检验合格后，方可回采。为加强工作面的瓦斯管理，已在轨道巷和胶带巷施工顺层钻孔预抽本煤层瓦斯（孔深90m、孔间距6m,工作量13000m）。b瓦斯治理方法工作面采用U型通风，瓦斯治理方法如下：顺层钻孔预抽本煤层的瓦斯。回风巷施工顶板走向孔，抽采上覆4#煤采空区的瓦斯（15m一组，每组4个孔；钻孔终孔点为4#煤采空区，间距5m，全程下套管）。共设计24组钻孔，工程量1680m。钻孔参数见表八。表八 15202胶带巷顶板走向钻孔参数表孔号方位（与胶带巷夹角）仰角预计孔深（m）10°18°162左夹15°18°173左夹28°18°184左夹39°18°19 采空区埋管抽采瓦斯。工作面瓦斯治理示意图见图二。（2）通风系统设计a通风路线南二集中轨道巷15202材料通道15202轨道巷15202工作面 15202胶带巷15202回风联巷南二集中回风巷。b配风量计算：Q采100×q采×K采通×（1K抽采率）/CQ采工作面所需风量，m3/min；q采工作面绝对瓦斯涌出量，取10.23 m3/min；C风流中瓦斯管理浓度，0.8；K采通瓦斯涌出不均衡系数，取1.6；Q采100×10.23×1.6×（10.40）/0.81228m3/min；日产3000吨时，选择工作面配风量不少于1228m3/min。（3）抽采系统设计工作面以回风巷顶板孔抽采工作面上覆4#煤采空区瓦斯和采空区埋管抽采瓦斯为主，两巷顺层孔抽采瓦斯为辅。胶带巷铺设一趟抽采管，轨道巷（回风巷）铺设二趟抽采管。预计两巷顺层孔抽采瓦斯浓度均为10%、抽采纯量均为0.5m3/min、混合量则为5m3/min；采空区埋管瓦斯抽采浓度为4.0%、抽采纯量为2.0m3/min、混合量则为50m3/min；回风巷顶板孔抽采瓦斯浓度为10%、抽采纯量1.0m3/min、混合量则为10m3/min；共计抽采瓦斯纯量4.0m3/min，抽采率40%。符合煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1126-2006）中工作面绝对瓦斯涌出量10Q20 m3/min时抽采率30%的要求。抽采管路选型：抽采管路直径按公式：D=0.1457×(Q/V)1/2 计算，式中：D抽采管路内径，m；Q混合气体流量，轨道、胶带巷分别取5m3/min、15m3/min和50m3/minV气体流速，取12m/s。计算得: 轨道巷抽采管径D=0.10m；胶带巷两路抽采管径分别为D=0.20m和D=0.30m。根据上述计算，轨道巷选用219的抽采管，胶带巷（回风巷）选用219和320的抽采管各一路。图二 15202工作面瓦斯治理示意图（三）15102工作面1、工作面概况15102工作面平均走向长度964.3m，可采走向长度870.5m，面长160m，煤厚平均2.39m，工作面底板标高在+498+528m之间。其上覆为4#煤采空区，层间距4.51m；下覆为6#煤，煤厚0.9mm，层间距18.6m。5#煤为突出煤层，该工作面为突出危险工作面，鉴于其上覆4#煤已回采，且内错布置，故该工作面可确认为无突出危险工作面。工作面采用U型通风，综采，采高2.4m。计划日产量3400吨（10刀），预计2013年4月开始回采， 2013年8月收作。2、瓦斯涌出量预测工作面回采期间的瓦斯主要来源于本煤层、上覆4#煤采空区及下覆6#煤的卸压瓦斯。（1）本煤层相对瓦斯涌出量预计按公式q本k1×k2×k3×k4×k5×M/m（X余X存）计算：式中：q本本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；k1 围岩瓦斯涌出系数，取1.2；k2 工作面残煤瓦斯涌出系数，取1.0；k3掘进工作面预排瓦斯影响系数，取值0.80；k3=(L-xb)/L=(160-2×16)/160=0.80；k4不同通风方式的瓦斯涌出系数，取1.0；k5本煤层抽采瓦斯影响系数，取1.0； M本煤层厚度，2.39m；m本煤层回采厚度， 2.4m；X0本煤层残余瓦斯含量，取6.0m3/t；Xc本煤层残存瓦斯含量，取3.64m3/t。q本2.26m3/t。（2）下邻近层相对瓦斯涌出量预计按公式q邻=Km/M（XoiXci）×ni计算，式中：q邻邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；i第i个邻近煤层瓦斯排放率，6#煤取55%；k邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数，取1.0；m邻近煤层的煤层厚度；6#煤厚0.9m；M开采层高度，取2.4m；Xoi第i个邻近煤层原始瓦斯含量，取10.15m3/t；Xci第i个邻近煤层残存瓦斯含量，取3.7 m3/t。q邻=1.0×0.9÷2.4×（10.15-3.7）×0.55=1.33m3/t。（3）上覆4#煤采空区等相对瓦斯涌出量预计1.2m3/t。（4）15102工作面相对瓦斯涌出量q采= q本+ q邻=4.79m3/t。（5）15102工作面绝对瓦斯涌出量工作面日产3400t（10刀）时，工作面绝对瓦斯涌出量：Qq=q采×A/24×60=4.79×3400/1440=11.31m3/min。根据以上计算结果，工作面日产3400吨时最大绝对瓦斯涌出量11.31m3/min。3、瓦斯综合治理措施（1）瓦斯治理方法a防突设计回采前须按规定实测工作面的残余瓦斯含量进行区域效果检验，当实测的残余瓦斯含量8m3/t时，不准生产，补打抽采孔预抽消突；只有当实测的残余瓦斯含量8m3/t时，确定工作面无突出危险后，方可生产；否则须补打抽采孔或排放孔直至符合要求为止。回采过程中采用钻屑指标法进行区域验证，工作面每推进50m进行两次区域验证，验证指标不超时方可生产；若预测指标超标，采取局部消突措施即在工作面煤壁施工顺层排放孔，经效果检验合格后，方可回采。b瓦斯治理方法工作面采用U型通风，瓦斯治理方法如下：回风巷施工顶板孔，抽采4#煤采空区的瓦斯（15m一组，每组4个孔；钻孔终孔点为4#煤采空区间距5m，全程下套管）共设计53组钻孔、工程量4081m。具体参数见表九。表九 顶板孔参数表孔号方位（与胶带巷夹角）仰角预计孔深（m）10°16°172右夹16°16°183右夹30°16°204右夹41°16°22回风巷施工顺层孔抽采本煤层的瓦斯（孔深140m、孔间距15m，共设计钻孔64个、工作量8960m）。上隅角埋管抽采瓦斯。工作面瓦斯治理示意图见图三。（2）通风系统设计a进回风路线南一轨道上山15102轨道巷15102工作面15102胶带巷南一采区回风巷1#回风斜井。b配风量计算：按公式Q采100×q采×K采通×（1K抽采率）/C计算，,式中：Q采工作面所需风量，m3/min；q采工作面绝对瓦斯涌出量，取11.31m3/min；C风流中瓦斯管理浓度，0.8；K采通瓦斯涌出不均衡系数，取1.6；Q采100×11.31×1.6×（10.40）/0.81357m3/min。日产3400吨时，选择工作面配风量不少于1357m3/min。（3）抽采系统设计工作面主要是回风巷顶板孔抽采上覆4#煤采空区瓦斯、上隅角埋管抽采瓦斯。胶带巷铺设二趟抽采管，预计采空区埋管瓦斯抽采浓度为4.0%、抽采纯量为2.0m3/min、混合量则为50m3/min；回风巷顶板孔抽采瓦斯浓度为10%、抽采纯量1.5 m3/min，顺层孔抽采瓦斯浓度20%、抽采纯量1.0 m3/min，抽采混合量共20m3/min；共计抽采瓦斯纯量4.5m3/min，抽采率40%。符合煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1126-2006）中工作面绝对瓦斯涌出量10Q20 m3/min时抽采率30%的要求。抽采管路选型：抽采管路直径的计算公式：D=0.1457×(Q/V)1/2 ，式中：D抽采管路内径，m；Q混合气体流量，分别取20m3/min和50m3/min；V气体流速m/s，取12m/s。计算得: D=0.19m和D=0.30m。根据上述计算，胶带巷选用219和320抽采管各一路。图三 15102工作面瓦斯治理示意图二、掘进工作面根据矿井生产计划安排，2013年南翼计划进尺10989m，其中开拓进尺570m、生产进尺10419m（包括3#煤保护层巷道进尺480m、底抽巷进尺1275m）。全年主要布置20个掘进工作面，具体为：15105轨道及胶带，14302轨道及回风，14303轨道及回风，14401轨道、胶带及回风，南三集中轨道及胶带，13401轨道及胶带，13402轨道，3#煤集中巷道，2#底抽巷和联巷，3#底抽巷，南翼轨道、胶带及回风大巷等。鉴于15105轨道及胶带、南三集中胶带巷等3个掘进工作面为无突出危险工作面，不再编制瓦斯综合治理措施；2#底抽巷已在2012年“一面一策”中编制，其余工作面瓦斯综合治理措施编制如下：（一）14302轨道巷1、工作面概况14302轨道巷位于南三采区，设计长度1298m，巷道规格4.7×3.3m、矩型、断面15.5m2，锚网支护。预计巷道底板标高为+436+555m。北边与1#底抽巷平距53m，南边与13302轨道巷相距60m。巷道已施工428m，综掘，计划日进尺7.2m，全年计划进尺1090m。4#煤厚2.12.8m ,平均2.45m；3#煤厚平均1.1m，4#煤与3#煤之间岩层厚90.6m，由西向东层间距逐渐变小。2、工作面瓦斯涌出量预测4#煤平均厚度2.45m，容重为1.36T/m3，f=1.0。4#煤原始瓦斯含量为10.89m3/t，残存瓦斯含量3.54 m3/t。14302轨道巷掘进时的瓦斯来源主要有本煤层瓦斯及上覆邻近层3#煤的瓦斯；根据AQ1018-2006中掘进工作面绝对瓦斯涌出量计算公式：Q掘=q3+q4=D V q0 2（L/V）1/2-1+S V r (Wo-Wc)式中：q3煤壁瓦斯涌出量，m3/min；q4落煤时的瓦斯涌出量，m3/min；D巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，16m；q0瓦斯涌出初速度，0.045m3/（m2 min）；L巷道长度，1298m；V掘进平均速度，0.005m/min；S掘进巷道断面，15.5m2；r煤的密度，1.36t/m3；Wo原始瓦斯含量，10.89m3/t；Wc残存瓦斯含量，3.54