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大兴矿创建瓦斯超前治理新模式 走出“双突”矿井安全高效低成本瓦斯治理新路

日前,记者在大兴矿了解到,由该矿自主研创的“向斜构造煤层组火成岩侵入区开采下保护层卸压瓦斯超前抽采技术”在该矿北二909综采工作面成功实践。这不仅填补了国内此项技术研究与应用领域的空白,也标志着该矿通过创新“以孔代巷”技术手段实现瓦斯超前治理的新模式初步形成,为“双突”及高瓦斯矿井安全、高效、经济开展灾害治理工作开辟了新路、探索了成功经验。

“向斜构造煤层组火成岩侵入区开采下保护层卸压瓦斯超前抽采技术”的研究与应用,是该矿针对北二909综采工作面特殊地质条件,以回采工作面即保护层、被保护层为试验区,通过技术手段实现瓦斯治理模式创新,从而低成本、安全高效解决矿井瓦斯等重大灾害治理难题的一次重大课题实践,在国内相关领域尚属无人碰触的“空白区”。作为企业“双突”矿井,大兴矿瓦斯治理能力不仅反应了企业重大灾害治理水平,也深刻影响着企业安全出产工作全局。近年来,随着开采深度的不断增加,大兴矿瓦斯含量高且压力大、煤层透气性低、地质条件复杂等问题日益凸显,进一步加重了该矿瓦斯治理及防突工作难度。北二909工作面为向斜构造,局部邻近断层、火成岩侵入严重,地质条件复杂导致工作面只能按照大、小面“刀把”形安插,传统的采用顶板瓦斯道等方式抽采工作面及采空区卸压瓦斯的治理方式虽然有效,但存在一定的局限性,同时将大幅增加出产成本并将造成采掘接续紧张压力。

能否依靠创新突破传统出产模式,打造瓦斯超前治理的全新格局,一道事关矿井长治久安与高质量发展的抉择题摆在了大兴人的面前。多年来,大兴矿始终致力于“科技兴安”这一重大课题,将创新作为矿井“一通三防”等重大灾害治理的重要途径,坚持因势而谋,应势而动,在防灾治灾领域不断更新理念、创新实践。面对长期制约矿井发展的难题,该矿坚持以问题为导向,主动对标“以孔代巷”先进理念,积极探寻破解之道。针对该工作面特殊地质特点,该矿成立了由总工程师牵头、两防办、保安区及相关施工单元专业技术人员共同参与的课题攻关组,将创新被保护层瓦斯超前抽采技术、利用穿层钻孔替代瓦斯道抽采作为突破口,围绕如何有效利用超前压消除瓦斯超限及突出危险,打造安全高效低成本瓦斯超前治理新模式创议技术总攻。

为确保课题攻关项目取得实效,该矿结合文献参考及本矿开展的岩移观测、保护层开采、瓦斯治理等经验,对采场上覆煤岩层破坏移动情况、影响范围的结构形态模型加以辨证阐发,准确掌握超前扰动对被保护层的破坏形式、增透机理和分布特征,为被保护层瓦斯超前抽采奠定理论基础,并于回采前两个月完成了瓦斯治理总体技术方案论证及抽采工艺设计。去年12月中旬,北二909工作面正式回采,在工程实践中,该矿充分利用采动影响下的岩石移动规律,科学准确地找到超前抽采区域这一抽采关键部位,采取采场两顺钻场安插扇形穿层钻孔的方式,对被保护层瓦斯进行精准抽采,使局部钻孔瓦斯抽采浓度达到了100%、超前抽采瓦斯量占采场绝对瓦斯涌出量的30%以上。同时,采取全液压钻机施工、“两堵一注”封孔技术及地面永久瓦斯抽采系统分抽等综合性措施,提高工程质量、瓦斯抽采及利用率,并按照采场瓦斯涌出参数、钻孔抽采参数变化情况检视瓦斯治理的实际效果,不断优化方案、改进措施,实现了正常回采期间瓦斯“零超限”。

今年2月,随着北二909小面出产正式结束、大面顺利对接并进入回采状态,该矿以创新、完善并运用“以孔代巷”技术体系为核心的瓦斯超前治理新模式随即宣告成功。期间,该工作面及相关区域瓦斯超前抽采与利用量达112万立方米,达到了瓦斯治理预期目标;同时由于打消了瓦斯道掘进施工,一次性节约资金投入200余万元,实现了“一优三减”和成本节降。大兴矿的创新实践成果,必将为煤矿瓦斯治理由传统向创新方式转变起到重要启示与推动作用,也为同类矿井瓦斯重大灾害治理提供了可行性方案和技术遵循。

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