1004工作面瓦斯综合治理设计一、工作面概况（一）工作面位臵1004工作面位于零采区北翼，Ⅱ2采区左上端。

上方1025轨道巷，南至充电硐室保护煤柱，北至1025Ⅲ联巷，下至古河流冲刷区边界。

上限标高-496.6m，下限标高-547.6m。

（二）煤层赋存情况该工作面靠近古河流冲刷，煤层厚度变化不稳定，预计本工作面也会有所表现，普遍存在一层夹矸，平均厚0～0.34m，煤层倾角煤厚20°，煤厚1.8～4.2m，平均3.5m，顶板细砂岩，底板泥岩。

该工作面走向长320m，倾斜长60～146m，平均103m，面积38395m2。

（三）顶底板情况老顶：细砂岩，厚度 1.38m，灰白色坚硬石英为主含云母片和黑色矿物夹有砾石层理发育，层面呈黑色局部含菱铁比重大砂质胶结。

直接顶：泥岩，1.4m灰色,灰绿色局部夹灰白色砂岩局部含鲕粒和植化碎片。

直接底：泥岩，厚度 1.10m，深灰色黑色含植化碎片碳质及少量云母片。

老底：粉砂岩，厚度 5.63m，互层状砂岩石英中粒砂岩和薄层状粉砂岩互层。

（四）开采方法1004工作面上至本煤层-496.6m等高线，下至本煤层-547.6m等高线。

工作面采取后退式回采，采煤工艺为综采，采取全部冒落法管理顶板。

工作面生产能力为7万吨/月。

（五）地质构造与水文地质情况工作面为南北走向，向东倾斜的单斜构造。

工作面下部靠近古河流冲刷带，煤层厚度变化不稳定，机巷掘进期间有可能揭露古河流区，煤层显著变薄，不可采；工作面内构造简单，断层不发育。

掘进期间充水因素有三个:1、一是顶底板砂岩裂隙水，以淋、渗进入巷道，涌水量5～10t/h左右,对掘进巷道有一定的影响。

2、二是底板灰岩水，从1025工作面来看，该面富水性较弱，预计掘进期间出水的可能性不大。

3、三是采空区水，工作面风巷从1025轨道巷穿过，该轨道巷时间较长，大部分巷道估计已冒实，其中存在积水，掘进过老硐期间须编制探放水措施，先探后掘。

预计最大涌水量20m3/h，正常涌水量5m3/h。

（六）瓦斯基础参数1004工作面位于Ⅱ2采区上端。

我矿10煤层已鉴定为突出煤层，根据中国矿业大学对我矿Ⅱ2采区10煤层的区域划分，-690m以上为无突出危险区。

1004工作面回采标高-496.6m～-547.6m，因此该工作面位于无突出危险区。

根据1001工作面及1002工作面回采期间瓦斯涌出统计——回采期间1001工作面最大瓦斯涌出量为8.5m3/min，1002工作面最大瓦斯涌出量为7.14 m3/min，预计1004工作面瓦斯涌出量约为8.0 m3/min，瓦斯含量为4.94m3/t。

（七）工作面瓦斯来源分析工作面瓦斯来源有三种，本煤层、顶底板围岩及邻近层，该煤层距上邻近层82煤约80m，下无邻近层，考虑到该工作面上方82煤已回采，因此该工作面回采期间瓦斯主要来源于本煤层及顶底板围岩，部分可能来源于上方采空区。

（八）通风系统设计1、掘进工作面通风系统设计（1）风联巷→风巷施工：局扇位臵：充电硐室外口进风路线：充电硐室→1004风联巷→1004风巷回风路线：风巷→风联巷→1002轨机联巷→1002机巷→零采区回风上山→总回风巷（2）机巷→切眼施工：局扇位臵：1003外机巷里口进风路线：1003外机巷→1004机巷→切眼回风路线：切眼→1004机巷→Ⅱ1021原切眼→1002轨道巷→1002轨机联巷→1002机巷→零采区回风上山→总回风巷（3）轨道巷→轨机联巷施工（该工程在工作面切眼贯通后施工）：局扇位臵：1003外机巷里口进风路线：1003外机巷里口→1004轨机联巷→1004轨道巷回风路线：1004轨道巷→1004轨机联巷→1004机巷→1004切眼→1004风巷→1004风联巷→1002轨机联巷→1002机巷→零采区回风上山→总回风巷2、综采工作面通风系统设计（1）工作面风量确定综采工作面风量确定表（2）综采工作面通风路线①进风路线：地面→副井→南大巷→零采区运输石门→轨道石门→1002轨道巷→运输下山→1003外机巷→1004机巷→1004工作面②回风路线：1004工作面→1004风巷→1004风联巷→1002轨机联巷→1002机巷→零采区回风上山→总回风巷→风井→地面二、防治煤与瓦斯突出设计（一）区域验证1、1004风巷掘进工作面采用钻屑指标法每50m连续进行两次突出危险性预测；轨道巷、机巷掘进期间进行连续循环预测。

若测试指标小于《防突规定》所规定的临界值，则工作面在执行安全防护措施的情况下进行施工；若任何一次预测指标大于突出危险临界值，则该工作面确定为突出危险工作面，必须执行局部综合防突措施，并进行措施效果检验，若经检验后指标小于突出危险临界值，则判定措施有效，否则，必须补充防突措施并再次进行效果检验，直至检验合格才能在执行安全防护措施的条件下向前施工。

2、轨道巷、机巷掘进工作面施工时必须施工1个超前距不小于10m，孔深不小于30m的超前钻孔，探测地质构造和观察突出预兆。

（二）局部防突措施1、掘进期间防突设计（1）突出危险性预测采用钻屑指标法预测工作面的突出危险性，测定指标为△h2与Smax。

风巷在施工期间每50m连续进行两次区域验证，如果指标超过突出临界值，采取防突措施解突，并经效果检验措施有效后，在安全防护条件下施工；若连续两次验证无突出危险性，留2m预测超前距，在安全防护条件下向前施工。

轨道巷、机巷在施工期间进行连续循环预测，确保始终留有２m预测超前距，如果预测指标超过突出临界值，采取排放钻孔或排放钻孔与边抽边掘钻孔防突措施解突，并经效果检验措施有效后，在安全防护条件下施工。

钻屑解吸指标临界值表煤巷掘进预测钻孔布臵（2）局部防突措施超前排放钻孔控制上下帮各5 m外，当煤层厚度大于巷道高度时，在垂直煤层方向上部煤层控制范围不小于7m，巷道下部控制不小于3m；钻孔均匀布臵，在软分层中适当增加，钻孔孔深10m，孔径94mm，孔底间距设计为2m；钻孔施工前，加强工作面支护，打好迎面支架，背好煤壁，加强钻孔施工质量的验收，确保措施落实到位。

（3）防治突出措施效果检验经排放或预抽后采用钻屑指标法检验解突效果，检验孔不少于3个，孔深小于措施孔，当预测指标超过突出临界值及有喷孔现象时，措施无效，执行补充工作面防突措施直至检验有效;当措施经检验有效后，留有5m措施孔向前施工。

煤巷掘进工作面校检孔图2、工作面回采期间防突设计（1）突出危险性预测①工作面推进时，采用钻屑指标法每50m连续进行两次区域验证，预测钻孔沿采煤工作面每隔15m布臵1个预测钻孔，孔深10m，测定Δh2、 Smax 值，若预测无突出危险，可以继续回采，并保留最小预测超前距2m；若预测有突出危险，必须采取打钻排放等防突措施。

②工作面遇地质构造和瓦斯涌出异常时，要随时进行突出危险性预测预报。

工作面回采预测钻孔布臵（2）局部防突措施工作面若预测有突出危险，采用超前排放钻孔的方式进行瓦斯排放。

排放钻孔布臵在预测有突出危险的钻孔上、下20m范围内，钻孔间距5m，每处施工1个钻孔，仰角为1～20，孔深8～10m。

（3）防突措施效果检验排放钻孔排放一段时间后，在排放钻孔之间施工效果检验孔进行效果检验，孔深与排放钻孔相同，经效果检验措施有效后，在留足所需的防突措施超前距，采取安全防护措施后实施回采作业。

每执行一次防治突出措施作业循环后，需再进行工作面预测，如预测有突出危险时，还必须再执行防治突出措施。

经预测无突出危险时，则在留足所需的防突措施超前距的条件下，采取安全防护措施后实施回采作业。

3、安全防护（1）远距离放炮①远距离放炮必须制定包括放炮地点、避灾路线及停电、撤人和警戒范围等的专项措施；②煤巷掘进工作面采用远距离爆破时，放炮地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中，距工作面最小距离不得小于300m；③远距离放炮时，回风系统必须停电、撤人。

放炮后进入工作面检查的时间由矿总工程师根据情况确定，但不得不少于30min。

（2）反向风门①反向风门设在掘进工作面进风侧的巷道内，以控制突出时瓦斯能沿回风道流入回风系统。

反向风门不得少于2道，且距工作面回风巷不得小于10m；②通风区负责反向风门的安装及维修，反向风门必须牢固，风门墙垛用砖或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m，墙垛厚度不得小于0.8m。

门框和门可采用坚实的木质结构，门框厚度不得小于100mm，风门厚度不得小于50mm。

两道风门之间的距离不得小于4m；（3）压风自救装臵①压风自救器安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上；②在以下每个地点都应至少设臵一组压风自救装臵：距采掘工作面25～40m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位臵以及回风道有人作业处等。

③每组压风自救装臵应可供5～8个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。

三、瓦斯治理方案（一）掘进期间瓦斯治理方案1、预计瓦斯绝对涌出量1.5～2.0m3/min，选用2×30KW对旋局扇，φ800mm风筒供风。

2、掘进期间如遇瓦斯涌出异常，必须缩小循环进尺，采取钻孔排放或采用双路2×30KW对旋局扇进行通风，消除安全隐患。

（二）工作面回采期间瓦斯治理方案针对该工作面瓦斯主要来源于本煤层及顶底板围岩，部分可能来源于采空区，按照我矿现有的瓦斯治理经验，确定选用顶板走向高位钻孔治理工作面瓦斯，局部瓦斯异常及工作面过钻场期间辅以采空区埋管抽放瓦斯。

1、工作面回采期间，计划工作面风量800 m3/min，回风瓦斯浓度控制在0.5%以下。

2、顶板走向高位钻孔抽放顶板走向高位钻孔抽放主要是抽放顶板裂隙带内的瓦斯，根据我矿10煤层抽放经验，钻孔布臵在工作面采高3～4倍岩层带，该层位瓦斯抽放流量大、浓度高、工作面瓦斯治理效果好，因此高位钻孔布臵在距10煤层顶板法距9～15m 的岩层中（1004工作面最大采高3.8m ）。

顶板走向高位钻孔抽放示意图3、采空区埋管抽放采空区埋管抽放是采用向工作面上隅角埋管直接抽放采空区瓦斯，当工作面过钻场及瓦斯异常区时可以利用辅助抽放系统抽放瓦斯，减少采空区瓦斯流入工作面，采空区埋管抽头间距一般为20～40m 之间。

采空区埋管抽放示意4、煤层注水工作面回采期间利用1004风巷施工顺层注水钻孔，钻孔间距10m ，孔深40m，在煤层巷道中通过静压长时间注水，注水压力不小于4Mpa,注水范围为工作面前方25～50m。

通过煤体注水，减小煤体回采期间瓦斯涌出和产尘量。

四、瓦斯抽放系统设计（一）瓦斯抽放系统1、抽放系统的设备与设施高位钻孔及埋管均采用地面永久式抽采系统，风巷抽采管路为8寸，采区管路为10寸，1004机、风巷口各安设自动计量装臵，并且定期进行调校，确保计量的准确性。