讓科技力量在瓦斯治理中彰顯強大力量。經過半年時間的研究,潞安化工余吾煤業公司瓦斯治理研究中心在井下開展超聲波分段增透強化瓦斯抽采技術研究,嘗試將新的順層鉆孔瓦斯抽采增透工藝應用到井下,提高了瓦斯抽采效率,降低了工作面瓦斯涌出量。
據該公司瓦斯治理研究中心工作人員介紹,水力造穴技術是瓦斯治理的關鍵手段。該技術通過高壓泵產生的水射流沖刷剝離煤體,形成孔洞,從而改變煤體的賦存狀態,以達到增強瓦斯抽采效率的目的。然而在工作面部分采區,由于煤體堅固性系數較高,水射流破煤效率降低,造穴出煤量不足,導致耗時較長。為了解決這一問題,該公司瓦斯治理研究中心在井下開展超聲波分段增透強化瓦斯抽采技術研究,嘗試將新的順層鉆孔瓦斯抽采增透工藝應用到井下。
“超聲波是頻率高于20000Hz的聲波,具有獨特的聲學特性。利用超聲波在傳播過程中所產生的多種效應,可以破壞煤體微觀孔裂隙結構,增強煤體內裂隙系統的連通性,實現煤體中瓦斯的解吸釋放,最終達到增透目標。”該公司瓦斯治理研究中心負責人李云介紹。
為了確保該實驗的順利進行,該公司瓦斯治理研究中心與重慶大學共同合作,針對實驗需求設計了相應的實驗設備。超聲增透強化瓦斯抽采技術所需的設備主要包括超聲波發生器、超聲波換能器、防爆變壓器以及超聲波增透鉆桿。這些設備的設計與使用,為實驗提供準確可靠的數據,為后續的瓦斯治理研究提供有力支持。
超聲波增透鉆桿為定制加工鉆桿,主要由四部分組成,分別為鉆桿桿體、尼龍材料、通電線纜、導電線圈。鉆桿直徑為73mm,與井下常用鉆桿直徑一致。兩端分別安裝絕緣尼龍材料,直徑小于鉆桿內徑8mm,主要用于固定鉆桿內部布置的通電線纜同時防止鉆桿內部進水,避免發生漏電。導電線圈固定在絕緣尼龍材料上部與通電線纜緊密接觸,避免出現通電線纜虛接而發生的斷路情況。
在回顧超聲波增透設備的準備過程時,瓦斯中心的技術負責人武亞男提到:從最初的概念形成到實際井下應用,這套設備經歷了長達半年的研發和改進。在設備選型、材料選擇以及確保設備滿足井下安全性能等方面,經歷了多次重大和微小的變動,最終成功地確定了適合井下使用的設備版本。
在該公司N3102膠帶順槽進行的這項試驗中,瓦研中心布置了4組試驗鉆孔,旨在考察超聲增透技術在2m-14m半徑范圍內的效果。通過這些鉆孔的布置,能夠更全面地了解超聲增透技術在不同距離上的影響。超聲增透試驗的進展并非一帆風順,瓦斯治理研究中心全體成員以嚴謹的態度和專業的精神,將每個試驗鉆孔視為一項工程,傾注了大量的精力。每個試驗鉆孔需要20個小時的施工時間,技術員們輪流兩班倒,不分晝夜地鉆到試驗地點,以確保試驗的順利進行。最終,他們成功地完成了總計4個試驗鉆孔的試驗項目。
在試驗項目圓滿結束后,該單位的技術員又開始了忙碌的工作,對試驗鉆孔以及對比鉆孔進行觀測。在試驗后的10m范圍內,考察鉆孔的抽采濃度和抽采流量均表現出提升。在考察范圍內,鉆孔的平均抽采濃度比原始抽采濃度提高了1.37-2.4倍,平均抽采純量則提高到原始抽采純量的1.38-2.5倍。
超聲波增透技術是一種可靠且工藝簡單的技術,可用于對煤層進行增透處理。該技術施工快捷,可提高煤層瓦斯抽采效率,同時降低工作面回采期間的瓦斯涌出量。
路雖遠,行則將至。事雖難,做則必成。公司瓦斯治理研究中心將以堅定的決心和務實的作風,面對困難不退縮,真抓實干,做正確的事,正確地做事,確保各項任務目標的全面完成。
武亞男 武越