中國(guó)煤炭報(bào)2023年9月26日 m2
陜煤集團(tuán)韓城礦業(yè)公司技術(shù)與管理并重——
探索形成10+4瓦斯災(zāi)害治理模式
上半年，全礦井應(yīng)力場(chǎng)數(shù)字孿生同化反演技術(shù)在陜煤集團(tuán)韓城礦業(yè)公司桑樹坪礦取得突破，成功繪制了國(guó)內(nèi)首張全礦井地應(yīng)力和瓦斯含量綜合等值線圖，填補(bǔ)了全礦井大尺度采掘應(yīng)力場(chǎng)研究的空白。這項(xiàng)技術(shù)由該公司與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)組建的科研攻堅(jiān)小組，經(jīng)過一年半時(shí)間研究而成。
這是該公司探索形成的“10+4”瓦斯災(zāi)害治理模式、推動(dòng)瓦斯災(zāi)害治理從愿景到現(xiàn)實(shí)的一部分。50多年來，韓煤人懷揣“韓煤夢(mèng)”，聚焦“卡脖子”難題集成攻關(guān)，取得系列成果。
10項(xiàng)技術(shù)解決“卡脖子”難題
韓城礦業(yè)公司是全國(guó)瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重的國(guó)有企業(yè)之一。礦區(qū)煤層賦存條件復(fù)雜，水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大災(zāi)害并存，是全國(guó)罕見“三軟”煤層，瓦斯含量高、透氣性差，安全管理難度大。近年來，該公司集中優(yōu)勢(shì)力量，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)合作，致力于瓦斯災(zāi)害治理和技術(shù)攻關(guān)。
說起瓦斯抽采技術(shù)，韓城礦業(yè)公司副總工程師、全國(guó)煤礦瓦斯防治先進(jìn)個(gè)人王建利如數(shù)家珍：“在復(fù)雜地質(zhì)條件下，我們相繼攻克了地面L型井水力壓裂區(qū)域瓦斯排采、穿層鉆孔‘鉆沖護(hù)’一體化瓦斯抽采、順層鉆孔超高壓水力割縫增透瓦斯抽采等10項(xiàng)瓦斯抽采技術(shù)。”
每一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新都體現(xiàn)在瓦斯抽采水平提升和工藝優(yōu)化上，凝聚著許多人的智慧與汗水。
以穿層鉆孔“鉆沖護(hù)”一體化瓦斯抽采技術(shù)為例，桑樹坪礦總工程師屈花榮介紹，原有瓦斯治理技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)“鉆沖”一體化，施工效率低，抽、掘、采之間矛盾重重。2022年，該公司與中國(guó)煤科西安研究院合作，開展穿層鉆孔“鉆沖護(hù)”一體化成套技術(shù)裝備研究。2023年6月，雙方研發(fā)出一套可完成巖段成孔、煤段沖孔造穴、篩管護(hù)孔等全部流程工作的鉆具，在抽采效果不變的情況下，施工效率提高75%以上。
王峰礦首采區(qū)瓦斯總儲(chǔ)量約4.3億立方米。該礦總工程師曹新奇表示：“我們多次就‘三軟’煤層進(jìn)行科研試驗(yàn)，攻克了地面L型井水力壓裂區(qū)域瓦斯排采技術(shù)。在首采區(qū)約4.9平方公里面積內(nèi)，根據(jù)首采盤區(qū)共設(shè)計(jì)施工了23口L型抽采井。這些抽采井全部壓裂并實(shí)現(xiàn)正常排采，管道預(yù)抽采瓦斯?jié)舛茸罡哌_(dá)90%。更重要的是，地面打鉆不受巷道和時(shí)間限制，從理論上可以降低抽采成本，還可以提前幾年預(yù)抽，大范圍釋放區(qū)域瓦斯，為后期安全開采創(chuàng)造條件。”
從局部治理到區(qū)域治理，從生產(chǎn)過程治理到開采前抽采達(dá)標(biāo)，從“措施型”到“工程型”抽采……在10項(xiàng)瓦斯抽采技術(shù)與礦井地應(yīng)力和瓦斯含量綜合等值線圖等輔助抽采技術(shù)的“加持”下，該公司瓦斯災(zāi)害治理能力大幅提升。
“四化”建設(shè)牽住精準(zhǔn)治理“牛鼻子”
抽采“四化”（抽采工程化、過程視頻化、施工標(biāo)準(zhǔn)化、計(jì)量精準(zhǔn)化）建設(shè)，則將該公司瓦斯治理的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到抽采過程管控、過程可追溯等管理創(chuàng)新方面，逐漸形成了以10項(xiàng)瓦斯抽采技術(shù)和“四化”建設(shè)為主要內(nèi)容、技術(shù)與管理并重的“10+4”瓦斯災(zāi)害治理模式。
王建利介紹，瓦斯抽采“四化”建設(shè)將瓦斯抽采作為系統(tǒng)工程來抓，體現(xiàn)全盤謀劃、整體協(xié)調(diào)、超前組織、精準(zhǔn)施工的工作思路。通過加強(qiáng)“四化”建設(shè)，該公司讓隱蔽工程成為可視工程，推進(jìn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，做到孔到位、護(hù)到位、嚴(yán)封孔；通過分單元精準(zhǔn)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)動(dòng)態(tài)智能評(píng)判。
在井下，鉆孔瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)70%至90%，但輸送到地面瓦斯發(fā)電站，瓦斯?jié)舛人p至13%左右。技術(shù)人員判斷，是井下到地面成千上萬個(gè)抽采管道接頭漏氣造成的。大家在管道聯(lián)接和接頭密封效果上做文章，“對(duì)癥下藥”，減少瓦斯?jié)舛人p，地面瓦斯?jié)舛忍岣叩?6%。
走進(jìn)韓城礦區(qū)，隨處可見通風(fēng)專業(yè)技術(shù)人員通過手機(jī)終端，查看井下防突措施落實(shí)情況，監(jiān)管井下鉆孔瓦斯抽采情況，辦理相關(guān)審批手續(xù)。其中的關(guān)鍵就是智能防突管控平臺(tái)。
這是該公司自主研發(fā)的第一個(gè)軟件，2022年獲軟件著作權(quán)。智能防突管控平臺(tái)以瓦斯抽采精準(zhǔn)計(jì)量、鉆孔施工等防突記錄、安全監(jiān)控系統(tǒng)、煤層瓦斯基本信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對(duì)瓦斯抽采與防突施工過程中的重點(diǎn)、盲點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，構(gòu)建瓦斯治理質(zhì)量全動(dòng)態(tài)、全視角管控體系，提高工作效率，確保防突信息真實(shí)、及時(shí)、可追溯。目前，該平臺(tái)已推廣至黃陵、彬長(zhǎng)、銅川等礦區(qū)。
下峪口礦礦長(zhǎng)張杰清楚地記得當(dāng)時(shí)和大家伙兒一起探討瓦斯災(zāi)害治理走過的路。他介紹，我們先后規(guī)范了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，優(yōu)化了封孔材料和工藝，解決了煤壁的漏風(fēng)問題，頂板定向鉆孔水力壓裂強(qiáng)化抽采技術(shù)等相繼取得突破，工作面一個(gè)單元的濃度一下子提高到45%，地面瓦斯?jié)舛茸罡哌_(dá)到28%，這一成績(jī)改寫了陜西省的最高紀(jì)錄。
該礦進(jìn)一步規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，優(yōu)化封孔材料和工藝，解決了煤壁漏風(fēng)問題，相繼突破頂板定向鉆孔水力壓裂強(qiáng)化抽采等技術(shù)，工作面一個(gè)單元的瓦斯?jié)舛忍岣叩?5%，地面瓦斯?jié)舛茸罡哌_(dá)28%，創(chuàng)陜西省最高紀(jì)錄。
通過嚴(yán)格管理，該公司堅(jiān)決遏制瓦斯、煤塵等重特大事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全高效開采，保障了生產(chǎn)接續(xù)和產(chǎn)能釋放，原煤產(chǎn)量較10年前翻了一倍。截至8月底，下峪口礦、桑樹坪二號(hào)井井下連續(xù)安全生產(chǎn)周期分別超3200天、2200天。2022年，該公司6座瓦斯發(fā)電站總裝機(jī)容量達(dá)25.4兆瓦，地面泵站平均抽采濃度26%，瓦斯發(fā)電量9800萬千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值6000萬元，減少碳排放量約69萬噸，連續(xù)8年未發(fā)生瓦斯事故。
韓城礦業(yè)公司黨委書記、董事長(zhǎng)張維新表示，要在既“零超限”又“零排放”基礎(chǔ)上，向“探得清、治得準(zhǔn)、治得住、治得快、治得省、碳減排、碳交易”瓦斯治理愿景挺進(jìn)，把災(zāi)害治理成效與生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)起來，推動(dòng)煤炭智能開采、綠色開采，實(shí)現(xiàn)效益最大化。（陳鳳鳴 韋哲君 衛(wèi)寶娜）
