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彬长矿业启动“2-111”矿井瓦斯高效抽采技术项目
发布时间:2020-04-20     作者:弯桂清   点击量:171   分享到:

自月初启动‘2-111’矿井瓦斯高效抽采技术项目以来,我矿在401102运顺东已顺利施工高压水射流割缝钻孔9个,进尺1594米。”4月12日,彬长矿业公司孟村矿通风部经理李文富说。

科学规划、试验研究、方案制定、设备引进、队伍组织、技术培训、安全管理、过程监督......今年以来,在优德体育网投的大力支持下,彬长矿业携手陕煤技术研究院多措联动,积极推进国内首创“2-111”矿井瓦斯高效抽采技术项目落地。

“2-111”是个啥?

简单说,“2-111”技术项目就是利用高压水射流割缝卸压和液态CO₂气相驱替原理及工艺,在单孔内开展2种技术作业、1次割缝卸压、1次气相脱附驱替及1次导向扩冲驱气的瓦斯高效抽采新模式。

瓦斯作为影响矿井安全生产的重要因素,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N₂、CO₂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。

要实现瓦斯高效抽采,大幅提升瓦斯抽采浓度,就必须考虑瓦斯在煤体中的流动特征和煤体吸附瓦斯快速脱附的特性。

“‘2-111’技术项目可有效解决‘卸’与‘脱’抽采难题,形成‘以割卸压、以气驱替、监测监控、高效利用’的新模式,可实现矿井瓦斯高效抽采及高效利用。”彬长矿业科技副总工程师吴学明说。

“2-111”做点啥?

“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CO₂气相驱替原理及工艺是:当煤层中注入CO₂后,由于CO₂的强吸附力,CO₂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CH₄ 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CO₂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。

也正因为有了这些前期的基础性研究,才适时催生了“2-111”技术项目在彬长矿区落地。截至目前,单孔内开展高压水射流割缝卸压和液态CO₂气相驱替2种技术作业,在国内尚无前例。

彬长矿业此次开展的“2-111”技术项目通过将高压水射流割缝卸压和液态CO₂气相驱替2种技术进行组合,实现取长补短、优势互补,扩大煤体的卸压、增透范围,控制裂缝的延伸方向和改变裂缝的无序扩展状况,增加裂缝的发育规模,减少瓦斯富集区和抽采空白带,同时致裂后二氧化碳可驱替出煤体吸附的瓦斯,大幅提高煤层瓦斯抽采等效果。

“2-111”干成啥?

彬长矿区不仅瓦斯灾害威胁严重,同时还伴生水、火冲击地压、煤尘、顶板、地热等多种自然灾害,是全国煤矿灾害最重、治理难度最大、安全风险最高、有效防范和遏制重特大事故任务最繁重的矿区。

“要把‘2-111’技术项目与矿井灾害综合防治相结合,与矿井煤炭产量、掘进进尺同考核,多措联动,积极推进项目实施。”去年12月14日,彬长矿业党委书记、执行董事赵文革在公司“2-111”技术项目推进会上,扎实安排部署“2-111”技术项目各项工作。

年初以来,彬长矿业充分发挥矿区灾害综合治理工程研究中心的平台优势,以多元灾害矿区科学开采建设研究与示范项目为引领,积极探寻瓦斯、冲击地压、水、火、煤尘等灾害同防同治的技术可能性,摸索规律,探究机理,扎实推进“2-111”技术项目。目前,继孟村矿之后,该公司胡家河、大佛寺、小庄等矿井也全面启动“2-111”技术项目。

“‘2-111’技术项目可大幅度降低抽采费用,提升抽采系统瓦斯流量及浓度,减少乏风量,减少瓦斯钻孔数,节省抽采时间,同时可有效缓解煤自然发火难题,遏制冲击造成的大面积瓦斯超限及矿压事故发生概率,甚至可代替高抽巷及高位钻孔功能。该技术项目理念前瞻,综合治灾技术优势突出,经济效益显著,具有广阔的推广应用前景。”率先提出、积极倡导“2-111”技术项目的陕煤集团副总经理王世斌说。(弯桂清)