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彬長礦業啓動“2-111”礦井瓦斯高效抽采技術項目
发布时间:2020-04-20     作者:弯桂清   点击量:3024   分享到:

自月初啓動‘2-111’礦井瓦斯高效抽采技術項目以來,我礦在401102運順東已順利施工高壓水射流割縫鑽孔9個,進尺1594米。”4月12日,彬長礦業公司孟村礦通風部經理李文富說。

科學規劃、試驗研究、方案制定、設備引進、隊伍組織、技術培訓、安全管理、過程監督......今年以來,在陝西煤業的大力支持下,彬長礦業攜手陝煤技術研究院多措聯動,積極推進國內首創“2-111”礦井瓦斯高效抽采技術項目落地。

“2-111”是個啥?

簡單說,“2-111”技術項目就是利用高壓水射流割縫卸壓和液態CO?氣相驅替原理及工藝,在單孔內開展2種技術作業、1次割縫卸壓、1次氣相脫附驅替及1次導向擴沖驅氣的瓦斯高效抽采新模式。

瓦斯作为影响矿井安全生産的重要因素,一直以来是煤矿灾害防治的重点。受煤层埋藏与赋存的影响,陕煤集团所属的彬长、韩城、铜川、黄陵等矿区均为高瓦斯矿井且瓦斯资源存藏丰富。近年来,在瓦斯的高效抽采及高效利用方面,业内出现了以水力压裂、水力割缝等为主的钻孔卸压增透技术;利用N?、CO?等液态惰性气体对煤层瓦斯进行驱替,降低游离瓦斯及吸附量的注气技术等一批新技术、新工艺。其中,卸压方式作用范围有限,卸压半径不大,对煤体大量吸附瓦斯不能有效脱附;驱替方式由于煤体致密,煤体内没有大量裂隙存在,运移通道不畅通,实际效果并不明显。

要實現瓦斯高效抽采,大幅提升瓦斯抽采濃度,就必須考慮瓦斯在煤體中的流動特征和煤體吸附瓦斯快速脫附的特性。

“‘2-111’技術項目可有效解決‘卸’與‘脫’抽采難題,形成‘以割卸壓、以氣驅替、監測監控、高效利用’的新模式,可實現礦井瓦斯高效抽采及高效利用。”彬長礦業科技副總工程師吳學明說。

“2-111”做點啥?

“2-111”技术理念中的高压水射流割缝技术是一种充分利用高压水作为冲击动力来源,从抽采钻孔孔壁至煤体进行扫圈式切割、排渣,最终在煤体中形成缝槽,从而达到煤体增透、降温、降尘、卸压的目的。去年10月,彬长矿业与陕煤技术研究院联合开展 “孟村矿煤层高压水射流割缝技术研究”项目,实施6660米钻孔后,平均瓦斯抽采数据显示,割缝11次的瓦斯抽采浓度是未割缝的2.11倍,瓦斯抽采纯量是未割缝的2.78倍。

液态CO?气相驱替原理及工艺是:当煤层中注入CO?后,由于CO?的强吸附力,CO?与煤基质微孔隙中的瓦斯产生了竞争吸附,从而将原来吸附在煤层中的CH? 置换出来,达到驱替目的。去年12月,彬长矿业与西安科技大学携手在孟村矿井采用液态CO?驱替技术后,抽采瓦斯浓度是原始浓度的3.61至4.17倍,抽采瓦斯纯量是原始纯量的4.63至6.79倍。

也正因爲有了這些前期的基礎性研究,才適時催生了“2-111”技術項目在彬長礦區落地。截至目前,單孔內開展高壓水射流割縫卸壓和液態CO?氣相驅替2種技術作業,在國內尚無前例。

彬長礦業此次開展的“2-111”技術項目通過將高壓水射流割縫卸壓和液態CO?氣相驅替2種技術進行組合,實現取長補短、優勢互補,擴大煤體的卸壓、增透範圍,控制裂縫的延伸方向和改變裂縫的無序擴展狀況,增加裂縫的發育規模,減少瓦斯富集區和抽采空白帶,同時致裂後二氧化碳可驅替出煤體吸附的瓦斯,大幅提高煤層瓦斯抽采等效果。

“2-111”幹成啥?

彬長礦區不僅瓦斯災害威脅嚴重,同時還伴生水、火沖擊地壓、煤塵、頂板、地熱等多種自然災害,是全國煤礦災害最重、治理難度最大、安全風險最高、有效防範和遏制重特大事故任務最繁重的礦區。

“要把‘2-111’技術項目與礦井災害綜合防治相結合,與礦井煤炭産量、掘進進尺同考核,多措聯動,積極推進項目實施。”去年12月14日,彬長礦業黨委書記、執行董事趙文革在公司“2-111”技術項目推進會上,紮實安排部署“2-111”技術項目各項工作。

年初以來,彬長礦業充分發揮礦區災害綜合治理工程研究中心的平台優勢,以多元災害礦區科學開采建設研究與示範項目爲引領,積極探尋瓦斯、沖擊地壓、水、火、煤塵等災害同防同治的技術可能性,摸索規律,探究機理,紮實推進“2-111”技術項目。目前,繼孟村礦之後,該公司胡家河、大佛寺、小莊等礦井也全面啓動“2-111”技術項目。

“‘2-111’技術項目可大幅度降低抽采費用,提升抽采系統瓦斯流量及濃度,減少乏風量,減少瓦斯鑽孔數,節省抽采時間,同時可有效緩解煤自然發火難題,遏制沖擊造成的大面積瓦斯超限及礦壓事故發生概率,甚至可代替高抽巷及高位鑽孔功能。該技術項目理念前瞻,綜合治災技術優勢突出,經濟效益顯著,具有廣闊的推廣應用前景。”率先提出、積極倡導“2-111”技術項目的陝煤集團副總經理王世斌說。(彎桂清)