中原新聞網長治訊:近年來,潞安化工集團余吾煤業持續探索、研究、試驗瓦斯治理新技術、新工藝,推動瓦斯抽采關鍵技術取得新突破,不斷優化升級和完善瓦斯治理體系,基本形成了井上與井下相結合、采前采中采后相結合的全方位、模塊化、立體化瓦斯治理模式,全力打造集團的“瓦斯治理技術應用示范基地”。

按下“U”鍵 超強抽采
實踐證明,地面抽采瓦斯是治理礦井瓦斯災害的有效途徑。該公司在集團首次創新性提出利用U型井分段壓裂技術抽采瓦斯,即地面抽采井沿煤層頂板鉆進水平井、向下定向射孔和分段壓裂的抽采模式,最終實現碎軟低滲煤層的地面瓦斯高效抽采技術突破。
攻克重重難題,該公司地面U型井成功分段壓裂后,改善了煤層及頂板滲透性,通過地面高效抽采,實現礦井瓦斯超前治理,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。
“U型井是余吾煤業第一口地面瓦斯定向抽采井,也是集團第一口實驗井,服務于井下北二采區,2019年底正式進入排采。目前,U型井運行平穩,平均日產氣量為6700方,達到國內領先水平。”該公司抽采科科長張羽告訴記者。
與常規直井相比,該公司地面U型井抽采效果具有“大、多、快”等特點,其表現為“大”,U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于5口常規直井;“多”,U型井產氣量多,1組U型井產氣量為5口常規直井的3.8倍;“快”,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型井能夠節省施工成本,地面井一般服務年限為5年,經預算,1組U型井瓦斯抽采量,同一區域需要布置8口直井才能達到同等的抽采效果,但是8口直井的施工費用遠超1組U型井的施工費用。”張羽如數家珍。
在地面U型井產水量、產氣量衰竭后,該公司還將嘗試負壓抽采,在一定程度上代替高抽巷,實現“以孔代巷”,為井下接替抽采創造了良好條件。同時,積極著手布置北三、南五等采區深部的地面井,拓展U型井的應用,為礦井長遠瓦斯治理奠定堅實的基礎。
區域瓦斯治理難題長期制約礦井安全高效掘進,面對難題,該公司迎難而上,成為集團“底抽巷穿層鉆孔區域預抽”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、鉆孔設計、預抽效果等相關工作。該公司以N2203膠順為試驗工作面,考察底抽巷穿層鉆孔區域預抽技術的實際應用效果。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膠順水平距離10米,底抽巷內設計上向穿層鉆孔擬對兩條順槽進行區域預抽,掩護兩條煤巷掘進。
“為保證鉆孔在預抽煤層中分布的均勻性,提升預抽效果,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米的網格。”該公司瓦斯治理研究中心負責人李云介紹。
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膠順掘進期間回風流最高瓦斯濃度僅為0.3%,區域預抽、掩護掘進效果顯著,優勢明顯,區域瓦斯治理領域取得突破性進展。
試驗成功后,為進一步拓展底抽巷區域預抽應用范圍,充分發揮底抽巷的后期利用價值,該公司又在南五采區大巷延伸時將南五進風下山、南五2#回風下山布置底板巖巷,作為底抽巷在巷道內施工穿層鉆孔掩護南五采區掘進,穿層鉆孔施工區域平均瓦斯含量下降3.78m³/t,底抽巷區域預抽效果明顯。
智能監測 高效抽采
未來是智能和信息化的時代,同樣瓦斯抽采也要跟上時代發展的步伐。該公司圍繞礦井“智能化”建設,優化礦井抽采及其監測系統,進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,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準安裝到位,工作面實現分單元計量全覆蓋,實時監測瓦斯抽采狀態,監測數據實際上傳,初步構建起工作面抽采達標動態管控系統,實現抽采達標管理的網絡化和信息化,提升抽采工作的目標性和針對性。
“我們積極探索單孔測定新方式和新設備,規范抽采純量測定流程,完善中央井區和南風井井區的主管人工計量裝置,全面實現人工檢測與有線計量的定期對比,從硬件上保證‘預測指標評估,實測指標評判’的準確性和規范性。”在瓦斯抽采達標分元評價示意圖前的張羽說道。
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,通過高清視頻監控,就可以實時監測打鉆隊組開孔、鉆進、退鉆的全過程,并結合系統輔助驗收功能,對鉆孔進行驗收,驗孔準確率達到了90%左右,方便高效,大幅降低了現場驗收環節人工投入。
結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測無人看護,降低人工成本。
道阻且長,行則將至,行而不輟,未來可期。余吾煤業公司圍繞著“瓦斯治理技術應用示范基地”的新使命,細化目標和項目,通過技術創新,不斷提升井下抽采“核心”技術裝備,通過理念和思維創新,拓展瓦斯綜合治理技術路線,樹立技術和管理標桿。(楊利軍、賈輝)
責任編輯:王旭升