煤矿灾害治理之难,莫过于瓦斯。近年来,随着欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:下属煤矿井巷的不断延伸,采深的不断增加,瓦斯赋存条件复杂、压力不断增大成为突出问题。瓦斯不治、永无宁日,突出不防、矿毁人亡,如何创新攻关破“难题”?
前不久,神源煤化工7703工作面地面井日产气量突破3万立方米,瓦斯抽采率达85%以上,创历史新高,标志着集团地面井瓦斯抽采最大化技术取得新的突破。
欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:栉风沐雨66年,历史上经常被“瓦斯”问题袭扰,不胜其烦。近年来,集团构建了“井下可靠、地面高效”的井上、井下一体化瓦斯治理新模式,在空间上实现井上、井下全覆盖立体抽采,在时间上实现采前、采中、采后全时段连续抽采,全面提高治灾的精准性、可靠性,保障矿井安全生产。
打破思维定势,创新瓦斯治理新路径
煤矿在推进高质量发展的进程中,至少包括三个核心指标,即安全、高效、绿色,其中安全是核心中的核心。
瓦斯作为煤炭开采的伴生物,与煤共生,居煤矿五大灾害之首,曾一度成为煤矿安全生产中最为棘手的难题之一。欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:党委书记、董事长方良才强调,要牢固树立“100-1=0”的风险意识,以最大力度防范风险、化解危机,始终坚持高举高打,“狼性”治灾,推进装备升级、严格治灾工程考核、强推抽采“四化”和钻探“两个标配”、落实“六个抽采最大化”,“多管齐下”提升瓦斯治理水平,为集团瓦斯治理指明了方向。
据了解,“十一五”“十二五”期间,淮北矿区瓦斯治理模式主要为开采保护层+井下密集钻孔预抽,实现了安全开采。然而,随采深增加,瓦斯压力和含量升高,传统井下密集钻孔预抽措施存在治理周期长、钻孔施工安全风险大、治理效果不佳等问题。随着主采煤层升级为突出煤层,深部开采的强突出区域没有可供选择的保护层。因此,亟需优化瓦斯治理方案。
推动瓦斯治理是现实所需,更是企业责任。集团先后提出并践行“‘一通三防’是‘定海神针’”“重大灾害可防可控”“治灾不达标坚决不掘采”等先进理念,创新“井下可靠、地面高效”的一体化瓦斯治理模式。
“我们不断创新思维,推动瓦斯从满足掘采治理为主到区域超前治理为主,从井下治理到井上下联合治理,从单一技术手段到多种技术集成创新,从注重治理到治理与利用并重,实现了瓦斯治理最大化、规范化、精细化、信息化的转变。”集团通防地测部部长丁卫平说。
祁南矿运用先进的全数字地震仪精准地质探查,助力瓦斯治理工作
打破思维定势,创新瓦斯治理新路径成为欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:全新选择。在临涣矿,创新应用井下钻孔施工多台钻机无线集控、远程启停、自动钻进、姿态调整、故障诊断、互联互通以及“渣水不落地、远程集中分离”等技术,建成智能化钻探作业线地面集控中心,实现井下钻探集群化、井下作业智能化,大幅提高了作业效率和安全效果。
临涣矿建成智能化钻探作业线地面集控中心
近年来,集团积极引入“大国重器”,先后11台盾构机在淮北矿区大放“异彩”,安全高效掘进,为治灾工程实施提供充裕时间。通过技术创新、管理变革和理念转变,构建了独属于欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:瓦斯治理的全新格局。
井上下立体协同,实现“多快好省”治瓦斯
淮北矿区地质条件复杂、自然灾害严重,现有16对生产矿井中,煤与瓦斯突出矿井11对、高瓦斯矿井5对,矿井数量多、灾害严重、单井产能较低。
志不求易者成,事不避难者进。近年来,集团按照上“让”、中“抗”、下“避”的技术思路,确立不同煤层、地质条件下A、B、C、C+、D五种井型结构,研发地面井施工成套技术,大幅提升地面井抽采效果。
地面大井径瓦斯采动井在杨柳矿建成并投入使用
2020年以来,集团累计施工地面采动井400余口,抽采效果持续稳定。其中,芦岭矿Ⅲ1022工作面地面井单井最大抽采纯量达36立方米/分钟、总抽采量达450万立方米,工作面抽采纯量65立方米/分钟,抽采率92%。
2021年以来,集团推广地面L型多分支井瓦斯抽采技术工艺,先后在10余个工作面成功实施,单井日抽采纯量最大达8400立方米,实现回采工作面单井连续高效抽采。
2022年以来,集团先后在杨柳矿1077、芦岭矿Ⅲ1022、神源煤化工7703等工作面成功实施大口径 D型井(工作管直径339.7毫米),杨柳矿1077工作面13号D型地面瓦斯抽采井抽采混合量、纯量分别达65立方米/分钟、45立方米/分钟,抽采影响半径达150米,工作面抽采率提升至90%以上。
神源煤化工技术人员在对地面瓦斯抽采井进行计量调校
为解决大埋深、高瓦斯含量和高瓦斯压力煤层瓦斯治理难题,“十二五”以来,集团先后在芦岭矿施工3口地面水平分段压裂井组,优化碎软煤层瓦斯地面抽采顶板分段压裂水平井布井方案,不断完善定向多簇射孔技术,效果十分显著。其中芦岭矿Ⅲ2采区实施LG01煤层顶板水平分段压裂井,连续92天产气量稳定在1万立方米以上,连续512天平均日产气707立方米,截至目前累计产气820万立方米,成为国内首次在松软煤层顶板钻进、分段压裂改造煤层、排采良好的典型成功案例。
2022年开始,在芦岭矿Ⅲ4采区深部实施LG03地面水平分段压裂井组,通过创新应用分支探煤井眼轨迹精准控制技术,将水平段压裂长度增至1219米,当年12月底正式产气,单井日产气量稳定在8000立方米以上。
“地面瓦斯治理不受时间和空间的制约,能够以‘超前施工时间’换‘井下作业空间’,降低了井下施工的安全风险。”芦岭矿矿长周为军说。
“在瓦斯治理上,节约的巷道工程,就是省下来的时间和金钱,瓦斯不仅要‘治得住’,还要‘治得快、治得好、治得省’。”许疃矿总工程师刘韶文介绍,许疃矿32310切抽巷与工作面切眼内错平距约160米,普通穿层钻孔难以按照要求精准控制预抽范围。为解决切眼条带煤层瓦斯治理问题,许疃矿应用底板穿层顺煤层定向长钻孔治理措施,先注后钻、下管护壁、钻护一体,实现了条带、面内煤层瓦斯“一孔双消”“以孔代巷”,节省底板岩巷工程150米。
近年来,集团加大“以孔代巷”技术推广应用,通过应用定向钻机实施高位(拦截)长钻孔、顺煤层定向长钻孔,以及研发LQ型全断面钻机“前掘后钻”施工穿层钻孔,全面取消了采掘工作面高位钻场及底抽巷巷帮钻场。
矿区各单位积极推广应用新技术新装备,构建灾害治理新模式
截至目前,已累计节省瓦斯治理巷道2.2万米、穿层钻孔65万米,不仅减少了治灾工程量、提高了治灾效果,还解放了掘进队伍、降低了安全风险。
经过不断实践创新,集团总结出《淮北矿区松软强突出煤层群井上下一体化瓦斯治理成套技术》,该成果多项技术达到世界一流水平,已在淮北矿区累计创造直接经济效益4.7亿元,间接经济效益27.4亿元。
充足利用,变“废”为“宝”,灾害治理上升新高度
“瓦斯抽放”曾是煤炭行业的习惯用语,瓦斯被视为有害之物从煤层中抽出来直接排放到大气中。如今,变“抽放”为“抽采”,仅仅一字之差却有本质差别,那就是把瓦斯作为珍贵的能源。
在有效治理瓦斯的同时,欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:还积极探索瓦斯的综合利用途径,实现从“治瓦斯”到“用瓦斯”的转变。
芦岭矿配套建成总装机容量14.7兆瓦的瓦斯发电站
“瓦斯作为一种清洁能源,如果直接排放到大气中,不仅浪费资源,还会加剧温室效应。我们通过建设瓦斯发电站,将瓦斯转化为电能,供企业内部使用,减少碳排放,降低电费,可谓一举双赢。”电力分公司副总经理苗二矿说。
瓦斯利用就是资源,排放则是废气。近年来,集团“深耕细作瓦斯利用”领域,先后新建青东、许疃、神源煤化工、信湖瓦斯电站,对朱仙庄等电站进行扩容改造,目前已建成12座瓦斯电站,装机87台、总装机容量62.25兆瓦,不断提升瓦斯利用水平,实现了瓦斯利用量、发电量持续增长。
通过积极推进瓦斯综合利用,推进了矿区安全稳定和绿色发展,真正做到了化害为利、变废为宝。2024年1至11月份,已累计利用瓦斯9030.53万立方米,发电15203万千瓦时,利用率50%,节省燃煤近126.427万吨,减少了二氧化碳等污染物的排放,不仅为企业节省大量的外购电成本,而且具有显著的环保效益。
“绿色、低碳、高质量发展”已经成为全球共识。展望未来,欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:坚持完整准确全面贯彻新发展理念,不断探索煤与瓦斯共采共治新路径,以更科学的技术、更先进的装备、更精细的管理,持续提高瓦斯综合治理与开发利用水平,加速培育和发展新质生产力,为实现“双碳”目标和保障国家能源安全作出新的更大贡献。
【短评】
何以解忧,唯有创新。
淮北矿区地质条件复杂,“水、火、瓦斯、煤尘、顶板、地压”六害俱全,尤其是瓦斯灾害更为突出。
多年来,欧宝体育APP下载_欧宝体育平台-在线官网:始终把瓦斯治理作为企业的“生命工程”,坚持“创新是引领发展的第一动力”,坚定“防”的态度和“治”的决心,把瓦斯治理“难题”当成“课题”进行专项研究。
针对淮北矿区煤层松软、强突、低渗的中近距离煤层群特征,构建了“井下可靠、地面高效”井上下一体化瓦斯治理新模式,实现规划区、准备区、生产区、采空区“四区”联动治理,全面提高了治灾的精准性和可靠性,为全国松软强突煤层瓦斯区域治理提供了“淮矿模式”。正是集团以创新推动技术手段升级,实现了瓦斯治理从“治理”到“智理”,从“治得住”到“治得好”的成功实践。
随着科技的飞速发展,智能化已成为瓦斯治理领域的关键发展方向。未来,数据的精准采集与传输、智能分析与预测模型构建、自动化抽采与通风控制、机器人与无人化作业、远程监控与专家决策,都是认真研究和突破的方向。没有“退路”就是“胜利之路”,“突破”就是“突围”。集团上下必须不断创“新”提“智”,才能为企业高质量发展注入强劲动能。
(审核:王庆永 责编:王宏杰)