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    五阳煤矿:奏响瓦斯治理创新“进行曲”

    来源:本站    时间:2020-09-09 17:55:19

    瓦斯治理,是五阳煤矿制约长远发展的关键问题。面对瓦斯治理难题,该矿创新瓦斯治理理念,实施技术创新攻关,披荆斩棘攻坚克难,把创新理念贯穿到了系统保障、源头治理、过程管控、集成利用全过程,奏响了瓦斯治理创新“进行曲”。

    源头治理打好瓦斯治理主动仗

    创新是引领发展的第一动力。五阳煤矿在瓦斯头治理上,坚持对标创新不断线,持续加大瓦斯源头治理技术的提升力度,逐一破解了源头治理的一道道难题。

    地面瓦斯抽采井效能发挥,是攸关采掘衔接规划区瓦斯源头治理的关键。该矿地面瓦斯抽采井原采用的煤层水力压裂技术,容易堵塞瓦斯运移通道,裂缝在煤层中延展困难,导致抽采差。围绕抽采难题,该矿综合分析研究,改变压裂方法,变煤层水力压裂为顶板压裂,顶板压裂裂缝不容易变形坍塌,保证了瓦斯运移通道的稳定,地面瓦斯抽采井瓦斯抽采量实现了大幅提升,瓦斯抽采效率提升至了原来的2至3倍。

    为进一步提升瓦斯治理效果,该矿自主创新,在集团首次创新运用千米钻机长距离抽采瓦斯技术,构建起了“千米钻机长距离抽采瓦斯技术和底抽巷抽采技术”区域瓦斯治理新模式,底抽巷千米钻机长距离抽采钻孔万米抽采率达到15方/万米,是水力造穴技术的2倍,普通孔的8倍,具备了替代底抽巷的可能。

    为解决高瓦斯回采工作面上隅角瓦斯治理的难题,该矿通过产研结合的方式,与厂家合作研制“大扭矩钻具”“钻机稳钻支撑装置”“松软煤层煤柱区横向大直径成孔的成套装备及成孔工艺”“扩孔下套管一体化成套钻具”“履带式升降机”,开发出了大直径采空区抽采钻孔钻、扩、护一体化成套设备及施工工艺,在同等抽采效果的情况下打钻成本降低50%。目前该技术正在进行科技鉴定和5个专利申报。

    “三位一体”体系管控解难题

    面对复杂地质条件下高瓦斯、高地应力区掘进工作面重大风险源系统治理难题,五阳煤矿大胆创新,逐步摸索创建了“地质、瓦斯、顶板”三位一体管控体系,成功破解了制约瓦斯治理瓶颈,蹚出了一条采掘工作面瓦斯治理的新路子。

    该矿高瓦斯、高地应力区掘进工作面由于超前支撑压力迁移造成了顶板岩层动力现象,给瓦斯治理带来了挑战。该矿反复分析研究论证、制定对策,不断探索实践改进,最终决定多部门联动解决这一难题,地测部门通过微震、声电瓦斯监测系统,对围岩动力事件进行定位、分析,确定危险源,瓦斯研究部门负责制定瓦斯治理方案,生产部门负责具体实施。

    在研究制定瓦斯治理方案过程中,该矿反复试验先后实施了大孔径短距离释放孔、煤层注水等措施,但均存在效果不明显、控制实效性差等问题。面对情况,该矿立即转变思路,变煤层治理瓦斯为岩层治理瓦斯(围岩应力控制),并以7612运巷为试点,通过顶板气相压裂措施,对相应的高应力区进行定向泄压,掘进期间顶板动力事件的频次和能级明显降低,一个顶板气相压裂可控制80米,杜绝了瓦斯预警现象,掘进进尺由每日5米提升至了8米。

    在取得成效后,该矿在同类型工作面进行了全面推广运用,瓦斯治理效果逐步显现,杜绝了瓦斯预警现象,掘进效率得到大幅提升,掘进效率最低提升了25%,最高提升了60%。三位一体管控体系的实施,有效解决了巷道掘进期间地压大、瓦斯含量高、频发围岩动力事件造成煤体震动等难题,大大提高了瓦斯治理的效能。

    过程管控连环出击提效能

    瓦斯治理的关键在于瓦斯治理措施工程的过程管控力度和创新程度。五阳煤矿采取自主创新的方式,从打钻精度、成孔效率、造穴效率、钻孔后期维护、瓦斯变化分析等方面全方位加强过程控制,有效提升了瓦斯抽采效能。

    该矿创新运用开孔定向仪、测斜仪提高打钻精度,减少抽采空白带。自主研发全尺寸热处理四棱钻杆和离心式机械造穴钻具,运用常规钻机先后完成160米长距离造穴钻孔施工、模拟夹钻后钻孔事故处理等试验,目前累计施工钻孔进尺8000米,未发生一起夹钻、掉钻事故,破解了掉钻、卡钻的难题,提高排渣效率、成孔效率和造穴效率,减少设备人员投入。采用产学研联合方式,开发采掘工作面瓦斯预警系统,实时监控瓦斯变化趋势,提高预警能力,进而通过实时优化瓦斯治理措施降低瓦斯预警概率,并经科技鉴定,该创新成果达到了国际先进水平。自制自动放水器,经现场运用成效显著,极大地减少了职工的劳动强度,提高了抽采系统的稳定性。

    随着瓦斯治理技术的不断提高,抽采浓度、纯量得到了持续提高。2019年重启瓦斯发电,年内发电712.77万度,创造效益213万元,2020年截止目前发电量较去年同期增加4.48倍,减少二氧化碳排放672万方,创造效益579万元。

    面对瓦斯治理新问题,五阳煤矿坚持守正创新,破解了一道道瓦斯治理的瓶颈难题,开启了瓦斯治理的新篇章。瓦斯综合治理是安全生产中一项复杂、庞大的系统工程。我们相信,在不久的将来,五阳煤矿通过在创新中攻坚克难,在奋进中砥砺前行,一定会蹚出一条具有五阳特色的瓦斯治理新路子。

    (文 张锦秀 程志强 李思齐)

    责任编辑:崔婷婷

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