淮北礦業(yè)集團(tuán)創(chuàng)新“1+2”瓦斯治理模式助推高質(zhì)量發(fā)展

在煤炭行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，瓦斯治理一直是關(guān)乎“安全生產(chǎn)”與“綠色發(fā)展”的關(guān)鍵命題。近年來，淮北礦業(yè)集團(tuán)憑借不懈地探索與創(chuàng)新，構(gòu)建“地面井抽采最大化和穿層鉆孔抽采最大化、盾構(gòu)快速掘進(jìn)連續(xù)化”的“1+2”瓦斯治理新模式，成功實(shí)現(xiàn)從瓦斯“受制者”到“掌控者”的角色轉(zhuǎn)變，讓瓦斯從“攔路猛虎”變身“清潔之能”。

井下攻堅(jiān)，解鎖瓦斯治理“新密碼”

淮北礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，長(zhǎng)期面臨嚴(yán)峻的瓦斯災(zāi)害挑戰(zhàn)。集團(tuán)17對(duì)生產(chǎn)礦井中，11對(duì)為煤與瓦斯突出礦井，隨著開采深度的增加，瓦斯壓力和含量持續(xù)攀升，瓦斯災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)逐步加大。

使用傳統(tǒng)井下密集鉆孔預(yù)抽瓦斯治理模式，存在治理周期冗長(zhǎng)、鉆孔施工安全風(fēng)險(xiǎn)高以及治理效果欠佳等問題。許疃礦總工程師劉韶文介紹，尤其是當(dāng)主采煤層升級(jí)為突出煤層后，部分強(qiáng)突出區(qū)域松軟煤層無保護(hù)層可開采，傳統(tǒng)瓦斯治理模式難以滿足高效治災(zāi)需要。

如何實(shí)現(xiàn)瓦斯安全高效抽采？面對(duì)困難，集團(tuán)秉持“問題即課題”的理念，全力投入瓦斯治理技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)。在井下，創(chuàng)新性地推出復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑高效定向鉆孔“以孔代巷”成套技術(shù)，一舉取代傳統(tǒng)密集高位鉆場(chǎng)。鉆孔孔徑增大到200毫米，篩管直徑增大到127毫米，抽采效果提升了3至4倍，實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓、大孔徑、大流量穩(wěn)定抽采。目前，大直徑定向高位鉆孔已全面取代傳統(tǒng)密集高位攔截鉆孔抽采方式。

創(chuàng)新實(shí)施松軟煤層井下順煤層定向長(zhǎng)鉆孔技術(shù)，為煤巷條帶治理探索出新的路徑。其中，神源煤化工7703風(fēng)巷實(shí)現(xiàn)順煤層定向鉆進(jìn)孔深516米，一度刷新了國(guó)內(nèi)碎軟煤層順煤層定向鉆進(jìn)施工紀(jì)錄。在楊柳礦1077機(jī)巷中段創(chuàng)新采用底板梳狀定向穿層消突技術(shù)，讓松軟煤層煤巷條帶鉆孔實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)抽采；鉆孔最大孔深576米，抽采濃度高達(dá)90%，單孔抽采純量0.6立方米，為普通穿層鉆孔抽采效果的50至60倍，節(jié)省了大量瓦斯治理巷道和鉆孔工程，大大縮短了工作面掘進(jìn)準(zhǔn)備時(shí)間。

自2020年起，通過取消底抽巷鉆場(chǎng)及高位鉆場(chǎng)，已累計(jì)節(jié)省瓦斯治理巖巷工程2.2萬米、鉆孔工程65萬米，既減少了治災(zāi)工程、解放了掘進(jìn)隊(duì)伍，又提高了治災(zāi)效果、降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

近年來，淮北礦業(yè)集團(tuán)堅(jiān)持大國(guó)重器破“瓶頸”、盾構(gòu)機(jī)助力治“大災(zāi)”，先后投入11臺(tái)礦用盾構(gòu)機(jī)用于礦井治災(zāi)和開拓巷道施工，為治災(zāi)工程贏得寶貴時(shí)間；推廣應(yīng)用自動(dòng)化鉆探、智能化鉆排作業(yè)線，在臨渙、許疃等5對(duì)礦井建成10余條全自動(dòng)鉆探作業(yè)線，在臨渙礦建成行業(yè)首條智能化鉆排作業(yè)線，人均效率提升了32%；加快抽采管控信息化建設(shè)進(jìn)度，開啟瓦斯“智”理新篇章。

地面突破，開辟瓦斯治理“新戰(zhàn)場(chǎng)”

“地面瓦斯治理不受時(shí)間和空間的制約，能夠以‘超前施工時(shí)間’換‘井下作業(yè)空間’，降低了井下施工的安全風(fēng)險(xiǎn)?！奔瘓F(tuán)通防地測(cè)部部長(zhǎng)丁衛(wèi)平一語道出了地面瓦斯治理的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

為攻克大埋深、高瓦斯含量和高瓦斯壓力煤層的瓦斯治理難題，集團(tuán)在蘆嶺礦大膽嘗試，先后施工3口地面水平分段壓裂井。通過不斷優(yōu)化煤層頂板水平分段壓裂井布置方式，完善定向多簇射孔工藝，成功形成高強(qiáng)度、大液量、大砂量壓裂排采技術(shù)。其中，Ⅲ2 采區(qū)的 LG01 水平井連續(xù)92天日產(chǎn)氣量穩(wěn)定在1萬立方米以上，連續(xù)512天平均日產(chǎn)氣7075立方米，截至目前累計(jì)產(chǎn)氣826萬立方米，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)在松軟低滲煤層頂板鉆進(jìn)、分段壓裂改造煤層排采良好的成功案例。LG03壓裂井組創(chuàng)新應(yīng)用分支探煤井眼軌跡精準(zhǔn)控制技術(shù)，將水平段壓裂長(zhǎng)度增至1219米，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)碎軟煤層頂板超長(zhǎng)水平段壓裂新紀(jì)錄，目前日產(chǎn)氣量已穩(wěn)步上升至8000立方米。

在地面采動(dòng)井抽采最大化方面，集團(tuán)按照上“讓”、中“抗”、下“避”的技術(shù)思路，創(chuàng)新實(shí)施集“固井、防護(hù)、完井”于一體的地面井施工工藝，根據(jù)不同煤層和地質(zhì)條件，確立了五種井型結(jié)構(gòu)，構(gòu)建起一套行之有效的采動(dòng)區(qū)地面井瓦斯抽采技術(shù)體系。通過科學(xué)優(yōu)化井位布置、強(qiáng)化井壁結(jié)構(gòu)，地面井抽采效果大幅提升，已成為礦區(qū)瓦斯治理的主導(dǎo)技術(shù)。

截至目前，集團(tuán)已累計(jì)施工地面井400余口，地面井井內(nèi)套管“零破斷”，加速推進(jìn)瓦斯治理由“井下”向“地面”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。

綜合利用，蹚出綠色發(fā)展“新路徑”

瓦斯利用就是資源，排放則是廢氣。集團(tuán)緊跟國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和的政策導(dǎo)向，積極踐行“深耕細(xì)作瓦斯利用”的理念，持續(xù)提升瓦斯利用水平。

2019年2月，電力分公司成立瓦斯發(fā)電公司，加大瓦斯發(fā)電力度，將瓦斯“變廢為寶”創(chuàng)效增收。近年來，集團(tuán)堅(jiān)持“機(jī)組跟著氣源跑”，先后新建青東、許疃、神源煤化工、信湖瓦斯電站，并對(duì)朱仙莊等電站進(jìn)行擴(kuò)容改造。目前，已建成12座瓦斯電站，裝機(jī)91臺(tái)，總裝機(jī)容量達(dá)66.25兆瓦。

電力分公司黨委書記李先良表示：“瓦斯發(fā)電是清潔能源利用的藍(lán)天保衛(wèi)工程，加強(qiáng)能源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)國(guó)有企業(yè)的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)?！?/span>

從“攔路猛虎”變身“清潔之能”?，F(xiàn)在，集團(tuán)瓦斯年均利用量1億立方米，發(fā)電2億度以上，不僅減少了溫室氣體的排放，更有力地推動(dòng)了礦區(qū)的安全穩(wěn)定和綠色發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)了化“害”為“利”、變“廢”為“寶”。

集團(tuán)在瓦斯治理與利用領(lǐng)域的成功實(shí)踐，為煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。未來，集團(tuán)繼續(xù)堅(jiān)持完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念，不斷探索煤與瓦斯共采共治新路徑，以更科學(xué)的技術(shù)、更先進(jìn)的裝備、更精細(xì)的管理，持續(xù)提高瓦斯綜合治理與開發(fā)利用水平，加速培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和保障國(guó)家能源安全作出新的更大貢獻(xiàn)。

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