創(chuàng)新破壁 未來可期

——潞安化工余吾煤業(yè)全力打造“瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用示范基地”

近年來，潞安化工余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司持續(xù)探索、研究、試驗瓦斯治理新技術(shù)、新工藝，推動瓦斯抽采關(guān)鍵技術(shù)取得新突破，不斷優(yōu)化升級和完善瓦斯治理體系，基本形成了井上與井下相結(jié)合、采前采中采后相結(jié)合的全方位、模塊化、立體化瓦斯治理模式，全力打造潞安化工集團(tuán)的“瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用示范基地”。

按下“U”鍵 超強(qiáng)抽采

實踐證明，地面抽采瓦斯是治理礦井瓦斯災(zāi)害的有效途徑。該公司在集團(tuán)首次創(chuàng)新性提出利用U型井分段壓裂技術(shù)抽采瓦斯，即地面抽采井沿煤層頂板鉆進(jìn)水平井、向下定向射孔和分段壓裂的抽采模式，最終實現(xiàn)碎軟低滲煤層的地面瓦斯高效抽采技術(shù)突破。

攻克重重難題，該公司地面U型井成功實現(xiàn)分段壓裂，改善了煤層及頂板滲透性，通過地面高效抽采，實現(xiàn)礦井瓦斯超前治理，大幅減少井下底抽巷、鉆孔工作量，降低瓦斯治理投入，為瓦斯抽采精益化管理蹚出一條特色新路。

公司U型井第二階段壓裂

“U型井是余吾煤業(yè)第一口地面瓦斯定向抽采井，也是集團(tuán)第一口實驗井，服務(wù)于井下北二采區(qū)，2019年底正式進(jìn)入排采。目前，U型井運行平穩(wěn)，平均日產(chǎn)氣量為6700m3，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平?！痹摴境椴煽瓶崎L張羽介紹。

與常規(guī)直井相比，該公司地面U型井抽采效果具有“大、多、快”等特點?！按蟆笔侵窾型井煤體壓裂有效覆蓋范圍大，1組U型井壓裂有效覆蓋范圍相當(dāng)于5口常規(guī)直井；“多”是指U型井產(chǎn)氣量多，1組U型井產(chǎn)氣量為5口常規(guī)直井的3.8倍；“快”是指U型井排采讓噸煤瓦斯含量下降快，1組U型井噸煤瓦斯含量下降量為直井的1.6倍，為井下安全生產(chǎn)及減少井下瓦斯治理工作量提供了有力支持。

“地面U型井能夠節(jié)省施工成本，地面井一般服務(wù)年限為5年。經(jīng)測算，1組U型井瓦斯抽采量，同一區(qū)域需要布置8口直井才能達(dá)到同等的抽采效果，但是8口直井的施工費用遠(yuǎn)超1組U型井的施工費用。”張羽如數(shù)家珍。

在地面U型井產(chǎn)水量、產(chǎn)氣量衰竭后，該公司還將嘗試負(fù)壓抽采，在一定程度上代替高抽巷，實現(xiàn)“以孔代巷”，為井下接替抽采創(chuàng)造良好條件。同時，積極著手布置北三、南五等采區(qū)深部的地面井，拓展U型井的應(yīng)用，為礦井長遠(yuǎn)瓦斯治理奠定堅實的基礎(chǔ)。

井下在線監(jiān)測站

直面難題 先行先試

區(qū)域瓦斯治理難題長期制約礦井安全高效掘進(jìn)。面對難題，該公司迎難而上，成為集團(tuán)“底抽巷穿層鉆孔區(qū)域預(yù)抽”的試點單位，先行先試，積極研究底抽巷的巷道布置、巷道支護(hù)、鉆孔設(shè)計、預(yù)抽效果等相關(guān)工作。

該公司以N2203膠順為試驗工作面，考察底抽巷穿層鉆孔區(qū)域預(yù)抽技術(shù)的實際應(yīng)用效果。將N2203底抽巷布置于N2203膠順與N2205回順之間，距煤層底板10米，距N2203膠順?biāo)骄嚯x10米，底抽巷內(nèi)設(shè)計上向穿層鉆孔擬對兩條順槽進(jìn)行區(qū)域預(yù)抽，掩護(hù)兩條煤巷掘進(jìn)。

“為保證鉆孔在預(yù)抽煤層中分布的均勻性，提升預(yù)抽效果，我們按照煤層傾角變化，將巷道劃分為7個單元分別設(shè)計，每5米布置一組鉆孔，每組7個鉆孔，鉆孔開孔間距0.35米，見煤點間距6米，在3#煤層底板形成6米×5米的網(wǎng)格。”該公司瓦斯治理研究中心負(fù)責(zé)人李云介紹。

N2203底抽巷穿層鉆孔施工取得很好的效果，累計抽采時間748天，累計瓦斯抽采量360.3萬m3。N2203膠順掘進(jìn)期間回風(fēng)流最高瓦斯?jié)舛葍H為0.3%，區(qū)域預(yù)抽、掩護(hù)掘進(jìn)效果顯著，優(yōu)勢明顯，區(qū)域瓦斯治理領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

試驗成功后，為進(jìn)一步拓展底抽巷區(qū)域預(yù)抽應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮底抽巷的后期利用價值，該公司又在南五采區(qū)大巷延伸時將南五進(jìn)風(fēng)下山、南五2#回風(fēng)下山布置底板巖巷，作為底抽巷在巷道內(nèi)施工穿層鉆孔掩護(hù)南五采區(qū)掘進(jìn)，穿層鉆孔施工區(qū)域平均瓦斯含量下降3.78m3/t，底抽巷區(qū)域預(yù)抽效果明顯。

智能監(jiān)測 高效抽采

未來是智能和信息化的時代，瓦斯抽采也要跟上時代發(fā)展的步伐。該公司圍繞礦井“智能化”建設(shè)，優(yōu)化礦井抽采及其監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步提升礦井瓦斯抽采智能化和高效性。

圍繞著礦井“智能化”建設(shè)，該公司全面完善抽采在線計量裝置，采掘巷道鉆孔施工前計量裝置按標(biāo)準(zhǔn)安裝到位，工作面實現(xiàn)分單元計量全覆蓋，實時監(jiān)測瓦斯抽采狀態(tài)，監(jiān)測數(shù)據(jù)實際上傳，初步構(gòu)建起工作面抽采達(dá)標(biāo)動態(tài)管控系統(tǒng)，實現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)管理的網(wǎng)絡(luò)化和信息化，提升抽采工作的目標(biāo)性和針對性。

“我們積極探索單孔測定新方式和新設(shè)備，規(guī)范抽采純量測定流程，完善中央井區(qū)和南風(fēng)井井區(qū)的主管人工計量裝置，全面實現(xiàn)人工檢測與有線計量的定期對比，從硬件上保證‘預(yù)測指標(biāo)評估，實測指標(biāo)評判’的準(zhǔn)確性和規(guī)范性?！痹谕咚钩椴蛇_(dá)標(biāo)分元評價示意圖前的張羽說。

與此同時，該公司大力推廣“一鉆一視頻”鉆孔驗收管理辦法，工作人員無需下井，通過高清視頻監(jiān)控，就可以實時監(jiān)測打鉆隊組開孔、鉆進(jìn)、退鉆的全過程，并結(jié)合系統(tǒng)輔助驗收功能，對鉆孔進(jìn)行驗收，驗孔準(zhǔn)確率達(dá)到了90%左右，方便高效，大幅降低了現(xiàn)場驗收環(huán)節(jié)人工投入。

結(jié)合井下臨時泵站階段性使用實際，該公司還逐步實施視頻監(jiān)測無人看護(hù)，降低人工成本。

道阻且長，行則將至，行而不輟，未來可期。潞安化工余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司圍繞著“瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用示范基地”的新使命，細(xì)化目標(biāo)和項目，通過技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升井下抽采“核心”技術(shù)裝備，通過理念和思維創(chuàng)新，拓展瓦斯綜合治理技術(shù)路線，樹立技術(shù)和管理標(biāo)桿。

（楊利軍 賈 輝） 

打設(shè)瓦斯抽采鉆孔

一鉆一視頻

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《中國質(zhì)量報》