高瓦斯矿井煤层群开采瓦斯综合治理方案

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：

L

h 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 4.8 190

03101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