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洛阳云顶煤业:攻坚克难解锁瓦斯治理“新密码”

安全 科技

大河报·豫视频记者 高菊 通讯员 孔洛宜 张颖

煤矿推行“以孔代巷“项目,可以不做底板岩巷吗?可以高效治理瓦斯吗?可以达到本质安全吗?云顶煤业干部职工在科技创新过程中寻求破解之道,实现从无到有,从0到1的技术突破,笔者带你共同解锁,寻求真切答案。

在推进矿井高质量发展的进程中,云顶煤业以实干为己责,以创新为突破,以治灾为根本,为打造安全高效矿井而努力奋斗。实施“以孔代巷”项目旨在破解制约矿井安全高效发展的瓶颈问题,提高治灾成效。该项目利用千米钻机施工定向长钻孔深孔保压取样测定瓦斯含量和瓦斯压力进行区域预测替代常规底抽巷治理措施,从而减少瓦斯治理岩巷工程,降低瓦斯治理成本,缓解采掘接替紧张局面,实现预、掘、采良性循环。

洛阳云顶煤业:攻坚克难解锁瓦斯治理新密码

创新有突破 活力!

该矿13采区共设计布置10个工作面,若按原来的防突技术路线,需施工22条底抽巷,这样的话成本高,工期长,制约矿井安全高效发展。若按原来的防突技术路线,云顶煤业形成一个工作面需要3.6年,即“1+1+6+1”模式,1年施工底抽巷,1年瓦斯治理,6个月预抽瓦斯,1年掘进煤巷。

那么,如何实现创新?如何突破瓶颈呢?该矿通过“以孔代巷”项目实施成功破解“卡脖子”问题,积极探索出一条治理瓦斯的新路子。

洛阳云顶煤业:攻坚克难解锁瓦斯治理新密码

该矿落实义煤公司瓦斯治理要求和安全理念,按照“一矿一策,一面一策”的防突原则,使矿井正常生产与科技创新同步推进,矿领导带领技术骨干外出考察学习,结合13采区瓦斯治理实际,与北京科技大学、河南理工大学等科研高校合作,研究瓦斯赋存规律,协同推进项目,以煤岩层物理力学参数为基础,重点研究地质构造、顶底板渗透条件、水文地质条件等控气作用与机理,并与郑州慧矿公司合作实施以孔代巷项目,以理论为指导,以创新为探索,成立“以孔代巷”专班,优化方案,制订措施,挂图作战,矿领导班子反复研究、采用走出去,引进来的方式,取经学习,寻求路径,相关科室通力协作,合力攻关,稳步在13030工作面推进。

洛阳云顶煤业:攻坚克难解锁瓦斯治理新密码

万事开头难,预想与实践有所偏差,在第一个1-2-1号分支孔过程中,设计150米见煤,实际施工140米见煤,发现问题后,事不隔夜,找出症结,分析煤岩变化情况,对钻孔差数进行修正,精准设计为下步定向钻孔施工提供可靠依据。

过程更不是一帆风顺,怎样啃下“硬骨头”,关键在技术突破上。该矿摸索论证,最终确定实施方案,利用定向长钻孔钻探+深孔密闭定点取样技术+深孔测压技术,通过在现有工作面巷道向邻近工作面整个区段范围施工定向钻孔实测煤层瓦斯基础参数,并精确探测煤层赋存情况。

最难攻克的就是深孔测压技术,该矿大胆创新,寻找路径,果断采用大通径“固-液-气”互动封孔技术,利用胶囊膨胀和高压粘液相互密封作用,根本解决传统深孔测压频繁封孔漏气问题,从而真实测定煤层瓦斯压力,实现精准预测,为精准治理瓦斯,减少底板岩巷,投下关键重要一环。

装备有提升 给力!

技术有了,现场怎样实施,才能达到预期目标?工欲善其事,必先利其器。

随着大功率钻机的增多,瓦斯治理队伍也逐渐壮大,与此同时,矿井瓦斯治理成本也有大幅度增加,云顶煤业在高质量发展程中,按照“科技保安,少人则安”的思路,以科技装备水平提升达到减人增效、降本增效的目的。在“以孔代巷”项目中,该矿跨步从ZDY3200型坑道式钻机走向ZDY12000LD型定向钻机,并为钻头安装了“千里眼”和“最强大脑”。随着允许开钻命令的下达,钻机手坐在定向钻机操作台处,轻轻点击启动按钮、推动操作阀、到达预定煤层后,自动取样。通过智能监控,实时测斜等先进技术,实现深孔钻进、精准钻进、轨迹可控,钻进效率大大提升、现场作业环境极大改善、职工劳动强度明显降低。

提升依托深孔定点密闭保压取样装置进行瓦斯含量测定,不仅能定点钻取目标煤层煤样,且可以避免退钻过程中因煤样瓦斯解吸泄漏造成瓦斯含量测试不准,为工作面区域预测提高精度。

在推行过程中,困难重重,难题不断,钻孔过硬岩段更是对硬岩钻进带来了严竣挑战,有困难克服面对,迎难而上,采用了更换超硬岩钻头、换4级马达增压缓进,调节推进压力,增大钻机扭矩,让孔底马达带动与钻机旋转给进双驱动,最终实现硬岩突破。

顺利完成14个定向钻孔施工;累计钻进进尺3652米;测得瓦斯含量20组、瓦斯压力18组,均小于“双6”标准......随着首个以孔代巷项目在13030工作面顺利“收官”,标志着矿井在优化矿井防突技术路线创新突破,构建了安全、集约、高效瓦斯治理新模式。

未来有蓝图 聚力!

打开云顶煤业瓦斯灾害治理规划图,时间节点、施工地点清晰可见,规划着未来15年8个工作面灾害治理实施蓝图:2023年,“以孔代巷”实施地点为13030工作面,预计节约灾害治理成本5900万;2024年,“以孔代巷”实施地点为13040工作面,预计可节约灾害治理资金6150万元;2025年,“以孔代巷”实施地点为13010工作面,预计可节约灾害治理资金6315万元……

科技创新之路只有起点,没有终点。“以孔代巷”项目成功实施不仅为矿井瓦斯技术路线优化指明前进方向,也为义煤公司灾害治理开辟新路径,丰富传统底抽巷穿层钻孔治理瓦斯模式,通过以孔代巷解决更多制约矿井灾害治理技术难题。云顶煤业将继续依托创新之力,坚定走好科技创新、科技兴矿的创新之路,为矿井实现“五个一”和“两取消”的目标描绘浓墨重彩的一笔。

“未来任重道远,矿井要发展,思路要转变,技术要突破,科技要创新,我们还要抓住当下,谋划未来,在保证安全生产的前提下,努力开创矿井发展新图景,为义煤公司高质量发展贡献智慧力量!”面向未来,云顶煤业负责人信心满满。

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