03101首采面瓦斯综合治理方案设计第一章采煤工作面概况第一节回采面基本概况一、工作面位置03101首采工作面位于一采区东侧，该工作面周围均为未采动区域。
工作面地表为山地，无建筑物，东侧边界是黑岔村。
工作面上限标高为+889.675m，下限标高为+769.560m。
采动对地表会产生一定影响。
二、采煤方法03101首采工作面采用综合机械化采煤，一次采全高采煤方法,工作面沿走向布置，后退式开采，全部垮落法管理顶板。
03101首采工作面下部为2#煤层2101首采工作面，两工作面为上下重叠外错6m布置，03#煤层在上部，2#煤层在下部，03#煤层工作面超前2#煤层工作面30m回采。
三、瓦斯、煤尘爆炸性及煤层自然倾向性矿井03号煤首采工作面瓦斯相对涌出量为7.0m3/t，绝对涌出量为17.92m3/min。
矿井经瓦斯鉴定为高瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性；03号煤层不易自燃，该煤层未发生过自燃现象。
四、通风方式工作面通风方式为“U”型通风。
五、生产安排目前工作面已经安装完毕。
工作面计划平均日推进度为4.8米，平均日产2681.28吨。
第二节邻近采掘情况03101工作面北部为未采动区，南部为回风立井保护煤柱，西部为采区大巷，东部为黑岔村保护煤柱，下部煤层均未采动。
第三节工作面参数工作面走向长度为1280米，倾向长度为190米，面积为243k㎡，预计可采储量为31.12万吨。
该煤层平均煤厚1.45米，煤层最大倾角15°，最小2°平均倾角8.5°。
第四节岩性描述03号煤直接顶板为泥岩,厚1.0—1.2米，层理发育，局部存在裂隙发育区域，较破碎。
2号煤与03号煤层间距平均为6.78m。
第五节抽采系统地面瓦斯抽采泵站安装4台2BEC67型水环式真空泵，分为高、低压抽采系统。
①高负压瓦斯抽采系统安装二台2BEC67型水环真空泵, 转速300r/min，抽气量425m3/min，电机功率500kW，一台运行，一台备用；抽采主管为∮630×9mm无缝钢管，干管为∮426×7mm无缝钢管，支管为∮325×6mm、∮273×6mm螺旋焊接钢管。
②低负压瓦斯抽采系统安装二台2BEC67型水环真空泵，转速300r/min，抽气量425m3/min，电机功率500kW，一台运行，一台备用；抽采主管为∮720×10mm无缝钢管，干管为∮530×8mm无缝钢管，支管为∮377×6mm、∮325×6mm螺旋焊接钢管。
在抽采管路的主干、支干、分支及钻场都安设了除渣和计量装置。
第六节构造特征该工作面构造较少。
实见正断层1条，F1：110°， 75°，H=4.9m。
实见陷落柱1个，X1。
X1预测陷落柱范围长32m，宽30m。
该工作面陷落柱充填较密实，无含水，导水性差。
第七节水文地质1、本矿井03号煤属山西组，煤层顶板砂岩裂隙含水层及灰岩岩溶裂隙含水层富水性弱。
2、根据已掘工作面分析,在局部井巷顶板岩性裂隙发育地点，存在不同程度的滴水现象，正常用水量为0--0.1m³/h，最大用水量为0--0.3m³/h。
3、该煤层属于局部带压开采，需严格按照带压开采专项设计和安全措施执行。
第二章瓦斯涌出量预测第一节瓦斯参数根据《山西美锦集团锦富煤业有限公司03#、2#、5#煤层瓦斯基础参数测定》报告，03#煤层瓦斯压力0.35MPa。
煤层瓦斯含量为7.0m³/t。
第二节瓦斯涌出量预测一、瓦斯来源分析03101工作面开采时周围未进行开采，下邻近层2#、5#煤均未进行采动。
03101工作面回采期间的瓦斯主要来源为：本煤层开采过程中煤体释放的瓦斯、下邻近层2#、5#煤层释放的瓦斯及围岩、煤线释放的瓦斯。
二、工作面瓦斯涌出量预测回采工作面瓦斯来源包括开采层瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出两部分。
q 回＝q 开+q 邻式中：q 回—回采工作面瓦斯涌出量，m 3/t ；q 开—开采层瓦斯涌出量，m 3/t ；q 邻—邻近层瓦斯涌出量，m 3/t 。
（1）开采层瓦斯涌出量（包括围岩）)(K 0321c W W M m K K q -=∙开 式中：q 开—开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m 3/t ；K 1—围岩瓦斯涌出系数。
其值取决于回采工作面顶板管理方法：03#、2#煤层均取k 1=1.30；K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数，03#、2#煤层均取k 2=1.05；K 3—准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数。
利用长壁后退式回采时，系数K 3按下式确定：Lh L 2K 3-= L —工作面长度，m ；03101采面取L =190m ；h —巷道瓦斯预排等值宽度，m ；2#煤层均取h=15m ；m —煤层厚度，m ；03#煤层取m =1.30m ，03101采面取m =1.45m ；M —煤层采高，m ；03#煤层取M =2.10m ，2#煤层取M =2.11m （2101工作面M =2.5m ）；W 0—煤层原始瓦斯含量，m 3/t ；根据首采区和矿井范围内03#、2#煤层回采工作面预测最大瓦斯涌出量位置在03#、2#煤层瓦斯含量等值线图上查取；首采区03#煤层取W 0=7.00m 3/t ，2#煤层取W 0=8.00m 3/t ，矿井范围内03#煤层取W 0=7.50m 3/t ，2#煤层取W 0=8.57m 3/t ，5#煤层取W 0=8.35m 3/t ；W c —煤的残存瓦斯含量，m 3/t ；03#煤层取W c =2.65m 3/t ，2#煤层取W c =2.44m 3/t ，5#煤层取W c =2.17m 3/t （取锦富煤业03#、2#和5#煤层残存瓦斯含量实测最小值）。
经计算：首采工作面本层的相对瓦斯涌出量为：)(K 0321c W W M m K K q -=∙开=1.3×1.05×0.85×1.45÷2.1×(7-2.65)=3.48m 3/t 。
按日进4.8米，(190*4.8*2.1*1.4)产量2681.28吨/日进行计算回采工作面绝对瓦斯涌出量为Q=3.48×2681.28÷1440=6.48m 3/min 。
03101工作面开采时取值参数表 类别煤层 瓦斯含量 （m 3/t ） 残存瓦斯含量（m 3/t ） 煤层厚度 （m ） 日进 （m ） 工作面长 （m ） 开采层 03 7.0 2.65 1.45 4.8 19003101工作面本煤层瓦斯涌出量预测结果表类别工作面 日产量 （t ） 相对量 （m 3/t ） 绝对量 （m 3/min ） 03101回采面 2681.28 3.48 6.48（2）邻近层瓦斯涌出量按照采区规划，根据煤层的赋存与开采条件分析，当开采03#煤层时，邻近层2#、5#煤层排放掉一部分瓦斯量。
i n i i ci i Mm W q η∙∙∑=-=10)W (邻 Q 2邻=（8-2.44）×2.4/2.1×70%=4.45m 3/t,q 5邻=（8.35-2.17）×2.35/2.1×30%=2.07m 3/t,q 邻=Q 2邻＋Q 5邻=4.45+2.07=6.52m 3/t经计算，其邻近层相对涌出量为：6.52m 3/t 。
根据以上计算03101回采期间相对瓦斯涌出量为：q 回＝q 开+q 邻=3.48+6.52=10m 3/t03101工作面回采时绝对瓦斯涌出量为：q 绝对=10×2681.28/1440=18.62m 3/min第三章 瓦斯综合治理方案设计第一节 03101首采工作面瓦斯治理方法的选择根据上述对03101工作面瓦斯涌出量的预测和对工作面瓦斯来源和涌出构成的分析，结合开拓开采技术条件，确定03101回采面采用本煤层顺层钻孔预抽、迎向钻孔卸压抽采、采空区埋管抽采和下邻近层工作面瓦斯拦截钻孔抽采、下邻近层工作面迎向钻孔卸压抽采相结合的综合瓦斯抽采方式。
一、首采工作面本煤层瓦斯抽采方法该矿井为高瓦斯矿井，对03101回采工作面设计本煤层采用未卸压抽采（预抽）方法。
回采工作面布置顺层平行钻孔方式进行本煤层预抽，为锦富煤矿03#煤层本层抽采效果进行测定数据，总结经验，为今后03#煤层回采瓦斯治理奠定基础。
二、回采工作面邻近层瓦斯抽采方法根据瓦斯涌出量预测分析，回采工作面邻近层瓦斯所占比例较高，因此回采工作面邻近层瓦斯抽放至关重要。
考虑到在顶板布置高抽巷抽采瓦斯，工程量大，成本高，而迎向卸压抽采钻孔和采空区埋管对邻近层涌出的瓦斯抽采有良好效果。
因此采用迎向卸压抽采钻孔及采空区埋管抽采邻近煤层涌出的瓦斯。
三、回采工作面采空区瓦斯抽采方法采用采空区大小迈步埋管抽采邻近层瓦斯，随着首采工作面的推进，下邻近层2#、5#煤层弹性变型后煤层部分瓦斯涌出到03101回采面采空区。
每30米立一根花管进行抽采，采空区抽采负压不宜过高，以免因抽采负压过高造成采空区漏风严重引发煤层自燃现象。
四、回采过程中下邻近层工作面拦截瓦斯抽采钻孔抽采方法2101工作面回风顺槽布置在2#煤层顶板、03#底板岩石瓦斯抽采钻孔。
在03101工作面超前回采时，在03101工作面前、后40米内底板发生塑性变形，产生裂隙。
施工该钻孔可拦截部分2#煤层瓦斯涌出03101工作面和采空区，减少03101工作面风排瓦斯量。
五、下邻近层卸压钻孔瓦斯抽采方法在03101工作面下邻近层2101工作面回风顺槽布置迎向卸压抽采钻孔，提高03101工作面的采效果。
第二节瓦斯抽采工艺参数一、本煤层抽采钻孔布置参数顺层钻孔抽采：在运、回顺每隔11米施工1个，钻孔为Φ94mm，长度105m，抽采管管径Φ273mm高负压系统抽采。
1、钻孔布置方式：本煤层瓦斯抽采在运、回顺布置工作面顺层预抽钻孔。
2、钻孔直径：Φ94mm。
3、钻孔长度：105m。
4、抽采负压：大于13K Pa(泵的负压能满足要求)。
5、封孔深度：大于8m。
6、钻孔采用囊袋式注浆封孔法。
二、下邻近层卸压抽采钻孔布置参数顶板走向迎向卸压钻孔抽采：在回风顺槽施工，第一组钻孔距工作面80m，每组钻孔间距30m，每组10个钻孔，钻孔为Φ94mm，终孔点落在顶板向上6~10倍采迎向置处。
钻孔控制回风顺槽沿工作面方向70m区域。
钻孔长度103m-118m，每组钻孔压茬70m。
在开采前施工3组钻孔，保证同时不少于2组抽采，采用低负压系统抽采，抽采管径Φ377mm。
三、埋管布置参数采空区埋管：埋两趟抽采管路管径为Φ377mm、Φ273mm，大小迈步30米设置一个花管。
小迈步间距30米，大迈步间距60米。