目录
第一 -1-
一、工作面概况 -1-
二、工作面地质特征 -1-
第二章工作面瓦斯涌出量预计 -3-
一、开采层瓦斯涌出量计算 -3-
二、工作面绝对瓦斯涌出量计算 -4-
第三章瓦斯治理专项设计 -4-
一、瓦斯抽采专项设计 -4-
二、安全监测监控专项设计 -23-
第四章瓦斯治理安全技术措施 -25-
一、加强矿井通风管理，确保矿井通风安全、合理、可靠 -25-
二、加强瓦斯抽放管理 -26-
三、加强日常瓦斯管理，消除瓦斯隐患 -27-
四、加强监督检查，确保各项工作管理到位，不留死角 -28-
第五章保障措施 -28-
一、组织保障措施 -28-
二、制度保障措施 -30-
三、资金保障措施 -31-
四、技术保障措施 -31-
五、人力保障措施 -32-
401103综放工作面瓦斯防治专项设计及安全技术措施
第一章401103工作面概况
一、工作面概况
401103工作面为401盘区的第2个回采工作面，地理坐标X:3892158.450～3892369.250；Y:36490790.827～36493139.123，工作面走向长度为2220m，其中可采走向长度1849m,倾向长度180m，可采面积为332820m2，采煤工艺为综采放顶煤，全部垮落法管理顶板。
工作面东侧为401盘区开拓大巷，西侧为403盘区开拓大巷，南侧为401102工作面，北侧为未开拓的工作面
工作面地表以黄土塬为主，中南部上覆压煤村庄为山庄村（回采前将全部搬迁），地势相对较为平缓，局部地方有陡坎，地表高程为950～1050m，平均高程为1000m；4#煤层埋深为700～760m，平均埋深为730m。工作面附近共有M4-1、104和179钻孔，均为探煤钻孔；其中M4-1钻孔位于运顺北侧13.7m，煤层厚度为25.12m；104钻孔位于工作面内部，煤层厚度为20.29m；179钻孔位于运顺北侧98m，煤层厚度为25.92m。
二、工作面地质特征
（一）煤层特征
401103工作面范围内煤层整体北边厚，南边薄，厚度为20～26m，平均煤厚23.5m，煤层结构简单，含0～1层夹矸，煤层倾角-5～3°，平均-1°。煤层视密度1.36t/m3，真密度为1.47t/m3，普氏硬度系数为1.48。4#煤层属低变质烟煤，黑色、条痕棕黑色，光泽较强，为沥青光泽，条带状、均一状、线理状结构，层状构造，内生裂隙不甚发育，裂隙被方解石脉或黄铁矿薄膜充填，具贝壳状、阶梯状断口，燃烧试验焰长、烟浓，微膨～不膨。
（二）顶底板岩性
根据《孟村矿井勘探地质报告》及工作面附近分布的钻孔中煤系地层岩性资料，煤层顶板为以砂质泥岩、粗粒砂岩为主的复合型顶板，底板以稳定性较差的炭质泥岩为主，具体情况如下：
老顶：粗粒砂岩；灰白色，成分以石英为主，长石次之。夹薄层黑色泥岩和黄铁矿结核，波状层理，断面粗糙含石英砾石。抗拉强度0.65～1.86Mpa、饱和抗压强度9.5～25.6Mpa，厚度平均10.10m。岩层稳固性较好，不易冒落。
直接顶：砂质泥岩；黑色，上部夹薄层灰白色砂岩，波状层理，断面可见点状云母，下部近水平层理含植物化石及黄铁矿结核，抗拉强度为0.44～1.53Mpa、饱和抗压强度0～16.5Mpa，平均10.00m。
底板：以炭质泥岩为主，黑色，断面光滑，沥青光泽，有放射状条纹，含植物化石。平均厚度1.50m，稳定性较差。
（三）地质构造特征
根据《孟村矿井勘探地质报告》及《孟村矿井首采区三维地震勘探》成果，401103工作面掘进期间将穿越礼村向斜，其构造产状统计如表1所示：
表1-1工作面构造统计表
构造名称 产状 对工作面掘进的影响 倾向（o） 倾角（o） 落差(m) 礼村向斜 轴线近EW,北翼倾角为4～5°，南翼倾角3～8°。 工作面局部地段煤层起伏，影响回采进度 另外结合三维地震勘探资料显示，本工作面施工范围内暂未发现岩浆岩、冲刷带、陷落柱等，目前暂不受其影响。
（四）瓦斯、煤尘、自燃发火
依据《孟村煤矿4#煤层瓦斯基础参数测定及防突技术》研究报告，矿井绝对瓦斯涌出量预测值为110.5m3/min，相对瓦斯涌出量预测值为8.1m3/t。目前矿井绝对瓦斯涌出量为24.34m3/min（风排量为14.5m3/min，抽采量为9.84m3/min），经实测煤层平均原始瓦斯含量3.87m3/t。
矿井4#煤层属I类容易自燃煤层，最短自然发火期为18天；火焰长度为100mm，煤尘具有爆炸危险性。
401103工作面走向共1693m处于2级热害区。
第二章工作面瓦斯涌出量预计
依据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006），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。
式中：q回－回采工作面瓦斯涌出量，m3/t；
q开—开采层瓦斯涌出量，m3/t；
q邻—邻近层瓦斯涌出量，m3/t。
一、开采层瓦斯涌出量计算
厚煤层分层开采时，开采层瓦斯涌出量（包括围岩）按下式计算：
q1=k1×k2×k3×Kf×（x0-x1）
式中：
q1－开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；
k1－围岩瓦斯涌出系数，工作面采用全部垮落法管理顶板，一般取1.1-1.3，由于采用综采放顶煤采煤法，取k1=1.3；
k2－工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数；回采率取85%，k2=1.18；
k3－准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数，k3=(L-2h)/L；L－工作面长度，取180m，h－巷道瓦斯预排等值宽度，取15.4m，k3=0.80；
kf－分层开采工作面瓦斯涌出系数，两个分层开采时第一分层取1.504；
x0－煤层原始瓦斯含量，实测值为3.67m3/t，经计算抽采后残余瓦斯含量为2.45m3/t，即X0=2.45m3/t；
x1－煤层残存瓦斯含量，根据煤层挥发份取Wc=1.14m3/t；
q开=1.3×1.18×0.80×1.504×(2.45-1.14)=2.42m3/t。
因矿井无临近层，所以邻近层瓦斯涌出量为0。
二、工作面绝对瓦斯涌出量计算
工作面相对瓦斯涌出量为2.42m3/t，计划日产量13800t，绝对瓦斯涌出量为23.2m3/min。
第三章瓦斯治理专项设计
一、瓦斯抽采专项设计
（一）概况
401103工作面经实测煤层原始瓦斯含量3.67m3/t，瓦斯储量2117.6万m3。回采前预抽20个月，预抽混合流量300m3/min，瓦斯抽采浓度3%，抽采纯量9m3/min，抽采量777.6万m3，回采前煤层残余瓦斯含量2.36m3/t，相对绝对瓦斯涌出量23.2m3/min，工作面瓦斯治理采用抽采为主、风排为辅的方法，通过采前预抽、上隅角抽采、高位裂隙定向钻孔抽采、结合高压水射流割缝+CO2驱替瓦斯高效抽采技术解决工作面瓦斯涌出量。
（二）抽采系统
1、抽采系统管路布置
根据401103工作面瓦斯涌出量预测，共布置3套永久瓦斯抽采系统用于工作面瓦斯抽放。地面瓦斯抽放泵型号为2BEC80水环式真空泵，三套瓦斯抽采系统布置如下：
（1）2＃抽采系统
地面泵站―风井（Ф820mm）―401盘区一号回风巷（Ф720mm）―401103运顺（Ф325mm）―运顺采前预抽钻孔。
（2）6＃抽采系统
地面泵站―风井（Ф820mm）―401盘区一号回风巷（Ф720mm）―401103回顺（Ф325mm）―回顺采前预抽钻孔/高位裂隙定向钻孔。
（3）3＃抽采系统
地面泵站―风井（Ф820mm）―401盘区一号回风巷（Ф720mm）―401103回顺（Ф325mm）―上隅角抽放（Ф325mm）。
2.抽采系统分配
回采期间需要解决的瓦斯量为23.2m3/min，分配方法如下：
(1)采前预抽
401103工作面共设计采前预抽钻孔2870个，累计进尺45.9万米。其中施工普通抽采钻孔2456个，进尺39.3万米；高压水射流割缝钻孔376个，进尺6万米；液态二氧化碳压注钻孔37个,进尺0.59万米，压注液态二氧化碳185吨。
运输巷、回风巷均施工顺层平行抽采钻孔。运输巷每1m布置一个，3个孔为1组，3层布置，分别为煤层顶板钻孔、巷道顶板钻孔、煤层底板钻孔，开孔高度分别距距巷道底板2.1m、1.9m、1.6m，开孔方位与煤壁成90°,孔深160m；回风巷每1m布置一个，2个孔为1组，2层布置，分别为煤层顶板钻孔、煤层底板钻孔，开孔高度分别距距巷道底板1.8m、1.6m，开孔方位与煤壁成0°,孔深160m。
每隔50m布置一个液态二氧化碳压注钻孔，共计37个压注钻孔，在401103回顺切眼至1200m范围内采用“2-111”瓦斯高效抽采技术，设计施工376个割缝钻孔，压注液态二氧化碳185吨，利用2#、6#系统进行抽采，回采前平均混合流量300m3/min，预瓦斯抽采浓度2%，抽采量6m3/min。
(2)上隅角抽采
使用3#瓦斯抽放系统，预计混合流量300m3/min，抽采浓度1%，抽采量3m3/min。
(3)高位裂隙定向钻孔抽采
工作面共设计4个钻场，每个钻场布置8个高位裂隙定向钻孔，钻孔位于煤层顶板以上7-8米，最大水平投影范围距回顺5-50m，钻孔孔深500m，直径Φ203mm，共计施工32个钻孔，进尺16000m。每个高位定向裂隙钻孔流量为25m3/min，抽采浓度8%，高位裂隙定向钻孔抽采瓦斯量为12m3/min。
回采期间抽采系统可解决瓦斯量为21m3/min，剩余2.2m3/min需要风排来解决，风排瓦斯量小于5m3/min，工作面瓦斯治理满足规定要求。
(三)采煤工作面需风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q采＝100×1.25×q绝×Kc＝100×1.25×2.2×1.3=358m3/min
式中：q绝——采煤工作面绝对瓦斯涌出量(不包含抽放量)，m3/min；
Kc——工作面瓦斯涌出不均匀系数,取1.3；
因矿井采煤工作面瓦斯按照0.8%管理，因此需要再乘以1.25的系数。
2、按工作面适宜温度计算
Q采＝Vc×Sc×Ki=2.0×11.9×60×1.4≈1949m3/min
式中：V——采煤工作面适宜风速，2.5m/s（401103工作面走向共1693m处于二级热害区）；
Sc——回采工作面平均有效断面，Sc＝29.75×0.4＝11.9m2；
Kfhi——采煤工作面采高风量系数，取1.2；
Kfli——采煤工作面长度风量系数，取1.3；
70%——采煤工作面有效通风断面系数。
表2-1抽放钻孔参数表
序号 巷道名称 可采长度（m） 钻孔数量（个） 孔径（mm） 倾角（°） 方位角（°） 单孔进尺（m） 总进尺（万m） 1 运输顺槽 1849 1228 Φ113 0、2、4 180 160 19.6 2 回风顺槽 1849 1228 Φ113 2、3、4 0 160 19.6
图2-1采前预抽钻孔布置示意图
2、“2—111”瓦斯技术
376 6 13.07
图2-2“2-111”钻孔布置示意图
（2）CO2驱替
根据液态二氧化碳驱替瓦斯现场实验得到影响半径为25m，考虑到覆盖全煤层，因此计划对401103运、回顺停采线到切眼区段每50m对其中1个预抽钻孔进行二氧化碳驱替技术，计划驱替钻孔37个，总进尺0.59万m，占总预抽钻孔1.2%，详见表2-3。
表2-3401103采煤工作面CO2驱替钻孔工程汇总表
钻孔类型 钻孔间距（m） 数量（个） 采取措施的钻孔进尺（万m） 占总钻孔量比例（%） 备注 CO2驱替钻孔 50 37 0.59 1.3 3、上隅角开放式瓦斯抽采
(1)抽采系统
利用地面3#永久抽采系统。
(2)抽采方法
上隅角用发泡水泥预制块配合喷卡弗尼进行封堵，采用φ325抽放管路与1#抽采系统管路连接，在工作面回采期间抽排上隅角瓦斯。
4、高位裂隙定向钻孔
401103工作面回风巷布置4个钻场，1#钻场距工作面切眼500米，以后每隔450米布置一个钻场，钻孔设计长度500米，为了确保瓦斯抽量及抽采效果，孔径选择直径Φ203mm，钻场规格：10米（长）5米（宽）3.5米，工作面共设计4个钻场，每个钻场布置6个高位裂隙定向钻孔，钻孔位于煤层顶板以上7-8米，最大水平投影范围距回顺5-50m，钻孔孔深500m，直径Φ203mm，共计施工32个钻孔，进尺12000m。每个高位定向裂隙钻孔流量为30m3/min，抽采浓度10%，高位裂隙定向钻孔抽采瓦斯量为18m3/min。
图2-3高位定向裂隙钻孔钻场平面示意图
图2-4高位定向裂隙钻孔布置示意图
表2-4工程量明细表
钻场 钻孔数量（个） 工程量（m） 备注 1# 6 3000 2# 6 3000 3# 6 3000 4# 6 3000 合计： 12000 （五）瓦斯抽放的工艺要求
1、封孔工艺
常规钻孔封孔是瓦斯抽放的重要环节，封孔质量的好坏，直接关系到瓦斯抽放效果。封孔深度要超过孔口的裂隙带深度（或巷道松动圈范围），一般为5m左右。根据我矿煤层特性，要在施工中对此参数进行验证，找出我矿最适宜的封孔长度。
（1）倾向顺层钻孔封孔
钻孔采用封孔水泥和封孔胶封孔，选用封孔泵进行灌注封孔。封口管为直径108抗静电塑料管(pvc管)，封孔长度不小于12m。
图2-5钻孔封孔示意图
（2）液态CO2压注钻孔封孔
液态CO2压注钻孔施工完成后，送入DN25mm耐高压镀锌钢管，送入深度60m时，将封孔器套入DN25mm耐高压镀锌钢管，用铁丝（扎带）捆扎囊袋的两端，使其固定在镀锌钢管上（防止向孔内送时，囊袋向后滑落）。将Φ25mm耐高压镀锌钢管采用丝扣连接，继续将封孔器与DN25mm耐高压镀锌钢管一起送入至100米。通过Φ16快插将封孔器注浆管与注浆泵岀浆管连接，接通气源调整额定压力开始注浆，两端囊袋开始膨胀，囊袋的外径紧固在煤（岩）层孔壁上，将钻孔两端封闭；当压力大于1.0±0.2MPa时，爆破阀爆破，开始注有效封孔段，通过注浆压力将注浆液注入周边的裂隙带，实现带压封孔。采用多次注浆封堵，待水泥浆凝固一段时间后，压注孔孔内的水泥浆会有一定的下沉，此时通过返浆管再次向孔内进行注浆，反复进行2到3次。每次注浆完成后，拔掉Φ16快插连接头，将注浆管末端对折，防止未凝固浆液流出。
（3）高位钻孔封孔
高位裂隙钻孔必须先封孔后施工，首先下入ф219mm套管进行封孔，封孔深度不低于20m，并使用水泥砂浆填充，封孔确保严密不漏气。然后在孔口封孔管外端加装导引四通，做到边打边抽。封孔完毕后应静置24小时使砂浆凝固后才能进行打钻。
2、钻孔与管路的连接
注浆工序完成后将钻孔连接至Ф159抽放支管路上，连孔作业统一标准，管路高低一致，螺栓齐全，不得漏气，使用埋线管将孔口封孔管与抽放支管路绷直连接，并用8#铁丝绑扎牢固，用Φ219短节将放水器四通与Φ325瓦斯抽放主管路连接；紧接着安装Φ219蝶阀及放水器，放水器安装时注意安装高度，放水器底部距离巷道底板的高度不小于100毫米；抽放支管路采用Φ159支管路，连接完成Φ219立管后逐根连接支管路，每组支管路用Φ9钢丝绳吊挂，吊挂点间距4米，先将钢丝绳的一头用配套的绳卡与支管固定好，然后将另一头与主管路的吊挂点用配套的钢丝绳卡固定好，钢丝绳的每头固定用的绳卡不少于2个，钢丝绳的绳头外露不超过100mm。支管距巷道底板的高度800mm，距巷帮距离300mm。必须上齐螺丝、垫子，严禁与电缆同侧，与电缆同侧时间距不小于300mm。支管连接好后要平、直、稳；连孔、连接支管路时必须将螺丝上紧上齐，垫子加全，控制阀门的手把统一方向安装。所有连接支管路的螺栓统一朝向抽放方向。
3、放水装置
本矿井煤层和岩层含水较丰富，抽放管路必须安设自动放水器。在403109每组采前预抽钻孔、掘前预抽钻场、高位裂隙钻场上安装自动放水器，巷道低洼处均需按设放水器；解决管路及钻孔积水问题，401103工作面共计安设220个自动放水器。
抽放参数观测装置
人工监测
在401103运顺、回顺、上隅角抽放管路上安装φ325孔板流量计、并在距孔板流量计5m处安装3处测气孔，在每组φ159支管上安设孔板流量，利用气体采样器、采样泵、光学瓦斯干涉检测仪、孔板流量计、多功能参数测定仪每周对钻孔浓度、流量、负压进行测定。
在线监测
在401一回风2、3、6#φ325抽放管路上安装温度、流量、一氧化碳、甲烷传感器实时监测管道瓦斯抽采参数，每天安排专人巡查，发现传感器故障时及时汇报，进行处理。
（六）瓦斯抽采达标评价
1、瓦斯抽采基础条件评判
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号）第二十一条，抽采瓦斯矿井应当对瓦斯抽采的基础条件和抽采效果进行评判。在基础条件满足瓦斯先抽后采要求的基础上，再对抽采效果是否达标进行评判。
（1）401103工作面配备3套抽采系统，运行正常，符合规定。
（2）矿井每年编制瓦斯抽采达标规划和年度实施计划，确保“抽、掘、采平衡”。
（3）矿井严格按照彬长公司的瓦斯治理模式执行，401103工作面掘进前按要求编制了采掘工作面瓦斯治理及抽采设计，满足抽采达标要求。
（4）矿井规范了工程验收管理，瓦斯治理工程完成后严格对照设计进行验收，包括瓦斯治理巷道、抽采管路、瓦斯治理钻孔等，竣工验收资料真实、可靠、齐全，符合抽采达标规定要求。
（5）矿井按规定编制了瓦斯抽采达标自评价体系和瓦斯抽采管理制度。
（6）401103工作面3套抽采系统每套均安设2台抽采泵，泵站运行正常，一用一备，总抽采能力为1980m3/min，矿井抽采系统抽采能力满足矿井瓦斯治理的需要。
（7）矿井瓦斯抽采泵站各抽采系统等均按要求安设抽采计量装置测定瓦斯浓度、负压、温度、流量等参数；其中预抽评价单元、抽采泵站等关键抽采地点均按要求安装抽采自动计量装置（包括流量、浓度、温度、压力传感器）实现在线监测。抽采计量测点满足要求，计量器具符合相关计量标准和规范要求，并由专业人员进行定期检定和维护，能够做到计量准确可靠，满足抽采计量相关要求。
（8）矿井瓦斯实验室配备自动工业分析仪、吸附常数测定仪、瓦斯放散初速度测定仪、全自动密度仪、CCL-1型瓦斯残存含量智能测定仪、煤坚固性系数测定仪、球磨机及天平等仪器。可准确测量煤的水灰分、密度、吸附常数、瓦斯放散初速度、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力等瓦斯基础参数。
2、抽采钻孔有效控制范围界定
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号）第二十四条，预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔的有效控制范围进行界定，界定方法如下：
（一）对顺层钻孔，钻孔有效控制范围按钻孔长度方向的控制边缘线、最边缘2个钻孔及钻孔开孔位置连线确定。钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效孔深点连线，相邻有效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。
（二）对穿层钻孔，钻孔有效控制范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围。
根据401103工作面钻孔施工实际情况，运输巷顺层倾向钻孔孔间距1m，水力割缝钻孔孔间距1.5m，回风巷顺层倾向钻孔孔间距1m，水力割缝钻孔孔间距2m。该工作面可采长度1849m，倾向长度180m，运、回顺侧布置钻孔长度为160m，钻孔重叠长度在140m。
综上可知401103工作面由切眼至停采线间1849m的范围，为该工作面抽采钻孔有效控制范围。
2、抽采钻孔布孔均匀程度评价
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号）第二十五条，预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔在有效控制范围内均匀程度进行评价，预抽钻孔间距不得大于设计间距。
根据401103工作面钻孔施工实际情况，运输巷顺层倾向钻孔孔间距1m，水力割缝钻孔孔间距1.5m，回风巷顺层倾向钻孔孔间距1m，水力割缝钻孔孔间距2m。目前401103综放工作面回风巷布置的抽采钻孔孔间距均按照1m施工，预抽钻孔间距均不大于设计间距，满足规定要求。
3、瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算
根据《彬长公司矿井瓦斯抽采达标评判细则》要求必须将预抽区域吨煤瓦斯含量降至2.5m3/t以下。瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量：
式中：—煤的残余瓦斯含量，m3/t；
—煤的原始瓦斯含量，m3/t；
—评价单元钻孔抽排瓦斯总量，m3；
—评价单元参与计算煤炭储量，t。
评价单元参与计算煤炭储量：
式中：—评价单元煤层走向长度，m；
—评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m；
、—分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m。如果无巷道则为0；
、—分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度，m。如果无巷道则为0；
—抽采钻孔的有效影响半径，m；
—评价单元平均煤层厚度，m；
—评价单元煤的密度，t/m3。
、、、应根据矿井实测资料确定，如果无实测数据，可参照附表6中的数据或计算式确定。
表2-5巷道预排瓦斯等值宽度表
巷道煤壁暴露时间（t/d） 不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度（m） 无烟煤 瘦煤及焦煤 肥煤、气煤及长焰煤 25
50
100
160
200
250
≥300 6.5
7.4
9.0
10.5
11.0
12.0
13.0 9.0
10.5
12.4
14.2
15.4
16.9
18.0 11.5
13.0
16.0
18.0
19.7
21.5
23.0 预排瓦斯等值宽度可采用下式进行计算：
低变质煤：0.808×t0.55
高变质煤：（13.85×0.0183t）/（1+0.0183t） 经过计算预测：401103工作面残余瓦斯含量最大值为：2.36m3/t，满足要求。
4、瓦斯预抽率计算
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号）第二十五条规定：将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致（预抽时间差异系数小于30%）的区域划分为一个评价单元。根据彬长公司《矿井瓦斯抽采达标评判细则》规定：评判测定点沿工作面推进方向每间隔300～500m布置2个。各测定点应布置在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离预抽钻孔或与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加测定点。结合401103工作面实际情况，具体时间差异系数计算及评价单元划分如下：
表2-3401103工作面预抽时间差异系数及评价单元统计表
单元 控制范围 第一个孔预抽时间（天） 最后一个孔预抽时间（天） 预抽时间差异系数（%） 备注 1# 切眼至向外400m 741 591 20.24 2# 切眼向外400m～800m 605 484 20.00 3# 切眼向外800m～1200m 498 364 26.91 4# 切眼向外1200m～1600m 268 198 26.11 5 切眼向外1600m～1849m 156 147 25.72 由上表可知：该工作面各单元预抽时间差异系数均符合规定。
5、预抽钻孔量计算
根据集团公司《矿井瓦斯抽采达标评判细则（暂行）》要求预抽钻孔量：薄煤层不少于0.1m/t，中厚煤层不少于0.08m/t，厚煤层不少于0.06m/t（地面或井下大直径羽状孔根据瓦斯渗透半径计算钻孔率，抽采瓦斯范围确保能够覆盖整个抽采区域）。
预抽钻孔量=钻孔总进尺÷评价单元储量
=660000÷（1870×225×14×1.36）
=0.082m/t
因401103工作面煤层平均可采厚度为14m，属于厚煤层，预抽钻孔量符合规定。
6、可解析瓦斯含量计算
根据集团公司《矿井瓦斯抽采达标评判细则（暂行）》规定和矿井采煤工作面日产量实际情况，评价范围内煤的可解吸瓦斯量满足表6规定。
表2-6采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标
工作面日产量（t） 可解吸瓦斯量（m3/t） >10000 ≤3
401103工作面评价范围内煤的可解析瓦斯量最大为1.22m3/t，满足要求。
（六）施工及管路安设要求
1、施工要求
（1）必须严格按照设计参数施工钻孔。
（2）施工过程中不允许随意更改设计参数，如有特殊情况，可根据地质变化情况进行调整，但必须经通风部允许后方可施工。
（3）钻场必须严格按钻场设计要求进行施工。
（4）其它按《“一通三防”管理办法》、《瓦斯抽放规范》及《钻孔施工与验孔规定》执行，钻孔施工前必须制定专门的安全技术措施。
（5）每施工完一个钻孔，及时进行封孔、连孔、挂牌编号管理，必须保证单孔单连，确保瓦斯抽放效果。
（6）401103运、回顺瓦斯抽放管路安装时，每间隔18m安装一个三通。
（7）及时延接瓦斯抽放管路，抽放管路要紧跟钻场，必须吊挂整齐。
（8）各掘进工作面抽采队每小班必须安排专人对瓦斯抽放系统进行检查、维护，发现问题及时处理。
（9）每施工完一组钻孔，验孔人员现场验收，抽采队每天做瓦斯抽放钻孔施工日报表，并上报通风管理部。月底由通风管理部进行汇总，以做月底施工单位结算依据，否则，月底不予以结算。
2、井下管路敷设要求
煤矿井下的环境条件较恶劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受压变形，空气湿润易锈蚀等，为此对井下抽放瓦斯管路的敷设有如下要求：
（1）瓦斯抽放应采取防腐、防锈蚀措施；
（2）管路敷设要求平直，尽量避免急弯；
（3）管路敷设时，要考虑流水坡度，要求坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安装放水器；
（4）巷道中的瓦斯管路架设高度不小于1.8m；
（5）管路敷设时，在低洼处安装放水器，巷道分叉处将管路架空，用锚杆、卡子固定在巷道道帮上，不影响行人。
（6）新敷设的管路要进行气密性检验。
二、安全监测监控专项设计
1、监测分站
在综放工作面运输巷设备列车上，设置KJ90X监控分站一台；在401盘区变电所内设置KJ90X监控分站一台。
2、传感器
综放工作面共设置5个甲烷传感器、1个风速传感器、2个CO传感器、2个温度传感器、1个粉尘传感器。
进风巷设置1个甲烷传感器T0，设置在下隅角向外10-15m处，距顶板不大于300mm,距巷道侧壁不小于200mm。
上隅角设置1台甲烷传感器T1、1台CO传感器和1台温度传感器，距顶板不大于300mm,距巷道侧壁800mm。
工作面设置1台甲烷传感器T2和1台温度传感器，设置在煤墙向外10-15m处，距顶板不大于300mm,距巷道侧壁不小于200mm。
中部设置1个甲烷传感器T3，设置在回风巷巷道中部，距顶板不大于300mm,距巷道侧壁不小于200mm。
回风巷回风口设置1台瓦斯传感器T4、1台风速传感器、1台粉尘传感器、1台CO传感器，设置距回风口10-15m处，距顶板不大于300mm,距巷道侧壁不小于200mm。
甲烷传感器的报警点、断电点、复电点及断电范围：
（1）甲烷传感器报警浓度：T0≥0.4％CH4，T1≥0.7％CH4，T2≥0.7％CH4，T3≥0.7％CH4，T4≥0.7％CH4。
（2）甲烷传感器断电浓度：T0≥0.5％CH4，T1≥0.8％CH4，T2≥0.8％CH4，T3≥0.8％CH4，T4≥0.8％CH4。
（3）甲烷传感器复电浓度：T0<0.4％CH4，T1<0.7％CH4，T2<0.7％CH4，T3<0.7％CH4，T4<0.7％CH4。
（4）CO传感器的报警浓度为24ppm；
（5）断电范围：
T0－工作面及其进、回风巷中全部非本质安全型电气设备。
T1－工作面及其回风巷中全部非本质安全型电气设备。
T2－工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。
T3－工作面及其回风巷中全部非本质安全型电气设备。
T4－工作面及其回风巷中全部非本质安全型电气设备。
4、监控设施安全及其管理措施
（1）监控传感器只有监测人员有权标校，通风队监测每15天必须用校准气样进行标校一次，工作面甲烷传感器T1、T2由生产单位负责挪移。挪移工作面甲烷传感器同时，瓦斯检查员应加强工作面甲烷传感器附近的瓦斯检查。
（2）监控断电功能必须每15天试验一次，并要有记录可查，确保断电功能灵敏、可靠。
（3）所有在运输巷工作的人员，不得损坏传感器和影响传感器的正常监测。
（4）工作面瓦斯检查员每班必须对甲烷传感器用光学瓦斯机进行对照，并将记录和检查结果汇报监控中心值班人员。当两个检测设备误差超过规定时（当瓦斯浓度为0—1.00%时，CH4，绝对误差为±0.10%;当瓦斯浓度为1.00%?—3.00%时，绝对误差为读数的±10%;当瓦斯浓度为3.00%?—4.00%时，绝对误差为±0.30%），必须以读数大的为依据，监控中心必须在8小时内用校准气样对甲烷传感器进行调校。
（5）因瓦斯超限断电的电器设备，均必须在瓦斯浓度降到规定值以下时，方可人工复电。
（6）拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线、检修与安全监控设备关联的电气设备、需要安全监控设备停止运转时，必须至少提前提出申请经矿主要负责人或主要技术负责人同意后，方可按计划时间实施，并汇报通风调度。
（7）安全监控设备必须具有故障闭锁功能，当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须能立即切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。
（8）洒水灭尘时，严禁将水洒到探头上。
第四章瓦斯治理安全技术措施
在工作面瓦斯治理期间必须坚持“通风可靠，抽采达标、监控有效、管理到位”十六字方针，确保瓦斯治理工作的顺利实施与安全开展。
一、加强矿井通风管理，确保矿井通风安全、合理、可靠
1、矿井已按规定安装了两套同等能力的主要通风机，并已投入运行，其中一套备用，所选用的风机能满足矿井通风需求，实行双电源供电，保证供电安全可靠，保持局扇风机连续运转，定期对主要通风机及其附属装置进行检查与维护，确保备用风机能在10分钟内启动。
2、根据工作面需风量的实际计算，同时考虑初采期间高抽巷作用有限。在初采初放期间，工作面配风1940m3/min。为确保通风系统合理和有效的通风断面，应尽量减少运、回两顺槽设备及材料堆放，
3、按规定合理设置风门、调节风窗和密闭等通风构筑物，按标准要求施工，每天对通风设施进行检查、维护，保证通风设施完好，通风系统稳定可靠，
4、每天进行1次风量测定，其它用风地点的风量必须满足要求，风速符合规定要求。
二、加强瓦斯抽放管理
1、将采前预抽、边采边抽、上隅角抽放、措施巷抽放等措施结合起来，综合考虑，提高工作面瓦斯抽采率。
2、充分发挥瓦斯抽放系统的作用，采取措施提高抽放效果，扩大抽放范围和提高抽放量。
3、通过抽采，使吨煤瓦斯含量、煤层的瓦斯压力、工作面瓦斯抽采率、采煤工作面的瓦斯含量，达到规定的要求。
4、瓦斯抽放采取综合抽放方法，充分发挥各种抽放方法的作用，达到瓦斯治理的目的，同时加强瓦斯抽放检测，人工与监测系统要配合好，确保抽放效果。
5、加强瓦斯抽采现场管理，确保瓦斯抽采系统的正常运转和瓦斯抽采钻孔的效用，钻孔抽采效果不好或者有发火迹象的，应当及时处理。
6、加强瓦斯抽放系统的检查维护管理，防止管路积水，漏气和损坏，发现问题及时采取措施处理。保持抽放系统的正常运行。
7、加强对瓦斯抽放系统抽放效果的检查，定期检测抽放管道中瓦斯流量、抽放负压、瓦斯浓度、温度等参数，及时分析和处理存在的问题，做到有记录可查。
三、加强日常瓦斯管理，消除瓦斯隐患
1、工作面瓦斯浓度检查次数每班不少于4次，瓦斯涌出较大，变化异常的地点，必须设专人经常检查瓦斯和二氧化碳。
2、严格执行矿井瓦斯巡回检查制度，所有机电设备设置地点、回风巷道有人作业的地点都应纳入检查范围。
3、瓦斯检查员必须执行瓦斯巡回检查制度和请求报告制度，每次检查结果必须记入瓦检手册和检查地点的记录牌上并汇报通风调度，瓦斯浓度超过《煤矿安全规程》有关规定时，瓦检员有权责令现场人员停止作业，并撤至安全地点，同时向矿调度室汇报，严禁瓦斯超限作业。
4、通风瓦斯日报和安全监控日报表必须送矿长、矿技术负责人审阅，并对瓦斯情况进行分析，对重大的通风瓦斯问题应制定措施进行处理。
5、要充分发挥监测监控系统的作用，监测监控系统的中心站、分站、传感器等设备要齐全，安装设置要符合规定要求。
6、瓦斯传感器必须按期调校，其报警值、断电值、复电值要准确，监控中心能适时反映监控场所瓦斯的真实状态。
7、当瓦斯超限时，能够及时切断工作场所的电源，停止采掘作业等生产活动。
8、制定瓦斯事故应急预案，当瓦斯超限和各类异常现像出现时能够迅速做出反应，采取正确的应对措施，使事故得要有效控制。
9、加强上、下隅角封堵，每天对上、下隅角用发泡水泥块垒设隔离墙，并喷普瑞特Ⅱ型固化泡沫进行封堵，确保严密不漏风。
10、加强采区顶板管理，工作面初次来压、周期来压以及过断层和地质破碎带期间，要密切注意采空区涌出瓦斯的变化，及时采取有效措施控制和处理瓦斯。
四、加强监督检查，确保各项工作管理到位，不留死角
1、通风部按“一通三防”质量标准化要求，定期对井下、地面各项工作进行检查，确保各项工作落到实处。
2、细化瓦斯治理措施和安全生产的责任，分解落实到煤矿各个层级、各个环节和各个岗位，上至总经理和总工程师，下至作业现场的每个职工，都要明确自己的具体职责。
3、建立健全瓦斯防治规章制度，把对各个环节、各个岗位的工作要求，全部纳入规范化、制度化轨道，做到有章可循，并根据井下条件的变化和随时出现的新情况、新问题，不断修改、完善规章制度，不断改进和加强瓦斯治理的各项措施，使管理工作常抓常新，科学有效。
4、加大贯彻执行力度，在抓落实上狠下功夫。坚持从严要求、一丝不苟，严格执行规章制度，严厉惩处违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的行为。落实岗位责任，实现群防群治。
第五章保障措施
一、组织保障措施
成立瓦斯防治工作领导小组
组长：总经理、党委书记
副组长：总工程师
成员：各副总经理、副总工程师、各部门及区队负责人
领导小组办公室设在通风管理部，部门经理任办公室主任，通风管理部业务分管人员任专干，负责日常工作管理和落实。
瓦斯防治领导小组职责：
组长：对矿井瓦斯治理工作全面负责，定期检查，解决矿井瓦斯治理工作中所需的人、财、物等问题，保证矿井瓦斯治理工作正常开展。
副组长：对矿井瓦斯治理工作负技术责任，负责组织编制、审批、实施、检查矿井瓦斯治理工作方案、计划和措施等，指导矿井开展瓦斯治理工作。
分管副总经理、副总工程师、部门经理：按照管理职责对分管范围内瓦斯治理工作负责，落实所分管业务范围内的瓦斯治理工作。
通风副总工程师：在总工程师的领导下，负责矿井瓦斯治理技术、管理、科研等工作，对瓦斯治理工作中存在的问题，进行排查和督促整改。
各部门、区队负责人：对本单位业务范围内瓦斯治理工作负管理责任，严格落实本单位各项瓦斯防治工程及措施。
施工队伍：矿井现有专职的抽采队伍，共计115人，其中管理人员9名，钻机工48名，满足矿井瓦斯抽采施工的工作。
设备选型：4011103工作面采前预抽钻孔施工选用ZDY-4000LR、ZDY-3500LP、ZWYL-4000Y型。
二、制度保障措施
1、严格落实各级管理人员和各岗位职工在瓦斯治理工作中的职责，确保瓦斯治理岗位责任制落实到位。
2、健全制度，强化管理
矿井编制年度瓦斯治理实施计划需明确年度瓦斯治理目标、工作任务及措施。并制定目标责任制，责任落实到相关单位和个人，矿井每月组织召开一次瓦斯治理专题会议，总结当月瓦斯治理工作完成情况，并安排部署下月瓦斯治理工作，年度要总结瓦斯治理的完成情况，修改和补充瓦斯治理中长期规划，按照中长期规划总体目标编制下一年度的工作计划，主要制度内容有：
（1）强化以总工程师为核心的技术管理体系，推行安全、技术、经济、管理一体化，从规划设计源头为安全生产、瓦斯综合治理提供坚强的技术支撑。
（2）完善瓦斯治理考核制度。
（3）完善瓦斯防治规章制度，把通风、抽采、监控、防尘、防火等各个环节各个岗位的工作要求，全部纳入规范化、制度化轨道，做到有章可循。建立隐患排查制度，及时排查瓦斯治理等隐患。
（4）修订、完善瓦斯治理各工种岗位责任制和操作规程。
（5）在瓦斯治理中长期规划的基础上，将规划目标分解落实到年度工作计划中。编制矿井年度工作计划时必须同瓦斯治理规划相结合，明确年度瓦斯治理计划目标、工作任务及措施。
（6）矿井每月组织召开一次瓦斯治理专题会，总结当月瓦斯治理工作完成情况，并安排部署下季度（月度）瓦斯治理工作。年底总结瓦斯治理的完成情况，修改和补充矿井瓦斯治理中长期规划。
（7）严格控制高抽巷掘进期间层位，每周跟踪一次隔厚情况，确保隔厚在4-8m之间。
（8）健全瓦斯基础参数收集。工作面每延伸300-500米，取样分析一次。做好日常各抽采单元的钻孔检测，做好钻孔浓度、流量的衰减分析，科学调配流量。
（10）监督各巷道抽采管路安装工程质量，确保抽采系统良好运行。
三、资金保障措施
按照《陕西省煤矿瓦斯防治十条规定》中高瓦斯矿井用于瓦斯防治费用不得少于20元/吨煤，优先保障瓦斯防治投入。
四、技术保障措施
1、积极与淮南瓦斯治理工程研究中心合作，为矿井瓦斯治理提供可靠的技术支持。
2、利用《高瓦斯强冲击煤层液态CO2驱替瓦斯技术研究》以及《煤层高压水射流割缝技术研究》技术，提高瓦斯抽采效率。
3、加大矿井瓦斯基础资料的收集整理力度，对矿井煤层的瓦斯压力、瓦斯含量等瓦斯基本参数进行测定，建立完善的瓦斯参数数据库，为矿井瓦斯治理设计、方案及措施的制定提供依据。充分利用已建成瓦斯抽采分析实验室，开展瓦斯预抽效果评价工作。
4、按计划完成抽采分单元评价在线监测装置的安装使用，实现瓦斯抽采系统“数字化”管理。
5、明确区域瓦斯预抽达标，并通过对预抽前后煤层瓦斯含量进行统计分析，实现瓦斯抽采效果量化指标评判，为抽采达标评判提供可靠依据。
6、进一步完善通风、抽采、监测监控、防灭火系统，增强矿井安全可靠性。
7、结合《防治冲击地压实施细则》，完善监控系统，在工作面进风巷超前段安设瓦斯传感器，提高高瓦斯、冲击地压矿井保障能力。
8、推广使用塑胶单孔蝶阀、铜阀门、负压压力表等先进装备，做到科学调配抽采负压。
9、采取“高、中、低”采前预抽、高位定向长钻孔、高位裂隙孔、“一孔一视频”、“一孔一测压”、“一孔一电子台账”等方法，实现取消高抽巷的综合瓦斯治理方案。
五、人力保障措施
矿井建立以总经理为第一行政责任人的瓦斯治理责任体系和以总工程师为核心的技术管理体系，所有人员均为中专及以上学历；同时，配足、配齐瓦斯抽采实验室设备器材及检测人员，保证实验室能够正常开展工作，及时监测井下区域煤层瓦斯含量，掌握瓦斯地质赋存规律，配合地测部门完善瓦斯地质图，监测瓦斯地质参数和信息。
目前矿井设置有通风管理部、通风调度、通风队和抽采队，负责矿井“一通三防”工作，“一通三防”专业人员配备基本满足矿井安全生产需求，但随着生产推进和安全需求的提升，应继续加强人员队伍建设。建立健全从业人员的教育和培训体系，加强瓦斯治理专业人员培训，全面提高从业人员业务素质，对从事瓦斯治理工程技术人员实行特殊岗位补助。
401103综放工作面瓦斯防治专项设计及安全技术措施
401103综放工作面瓦斯防治专项设计及安全技术措施
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