华荣公司龙门峡南煤矿地质条件复杂,岩层次生裂隙发育突出,传统的瓦斯灾害治理方案难以达到理想效果。为探索和应用先进、高效的瓦斯治理技术,破解瓦斯治灾瓶颈,该矿以“锁定现场关键点,攻坚克难强根基”为抓手,向新出发探索瓦斯治理新路径,取得明显成效。
高压裂隙瓦斯综合治理技术。针对矿井内底板茅口灰岩受裂隙发育影响,研发了层面纵向裂隙环状钻孔抽放技术,通过在巷道两侧布置抽放钻场,采用间隔式布孔法,通过Φ108mm同径波纹软管将瓦斯及硫化氢定向导入抽采系统。利用水泥基浆液和速凝剂特性,通过钎探孔监测裂隙带,实施径向注浆孔,实现裂隙带的精准封隔;创新开展横张裂隙靶面帷幕双液快速注浆封堵技术,对高压瓦斯、硫化氢进行安全高效综合治理,有效截止有害气体。
煤层水力加砂压裂技术。针对煤层透气性差,传统水力压裂后裂缝易自动闭合的实际,无法达到最佳抽采效果,利用高压泵和混砂泵组,将携带压裂砂的液体注入煤层中,使其产生裂缝,在裂缝延伸的同时填充压裂砂,增加煤层透气性,使瓦斯顺畅地流入钻孔,提升抽放效果。为此,钻孔工程量降低75%,地面瓦斯抽采浓度提升40%,治灾成本较未压裂节约50元/吨,实现一举三得。
钻孔“一堵多注”封孔技术。自主创新研发了“一堵多注”封孔技术,利用一根注浆管多次注浆封堵钻孔,并对钻孔孔壁多重封堵,进一步巩固了钻孔封孔质量,显著提高瓦斯抽采效果。同时,单孔浓度最高浓度达到80%以上,相对于原封孔工艺浓度提高60%以上,与“两堵一注,囊袋封孔”工艺相比,单孔成本节约100元,全年节约封孔材料成本90万元。
煤矿坑道钻机液压支撑柱改造。传统煤矿坑道钻机的液压支撑柱在使用过程中,存在设备笨重、安装耗时较长、占用空间较大、支柱自动卸压、初撑力不足等问题,严重影响了作业效率和施工安全。针对这一情况,龙门峡南煤矿通过在钻机底部加装高强度合金钢底座,并配置伸缩油缸以稳固钻机,将控制液压系统集成于钻机操作台上,实现了液压锁紧稳固钻机的功能,有效弥补了单体液压支柱的缺陷。
瓦斯抽放孔内窥技术。为查清钻孔浓度偏低的原因,该矿率先应用了瓦斯抽放孔内窥技术,通过可视化摄像,有效探明了钻孔内部情况,为后期钻孔施工和封堵提供了可靠的地质资料。同时,通过调整封堵注浆深度,实现对钻孔内部裂隙的精准治理,有效避免封孔后漏气现象,有效解决抽放管体破损导致抽采效果不佳的问题,达到了提升钻孔抽采效果的目标。
龙门峡南煤矿在瓦斯治理与利用领域的成功实践,为区域煤矿行业可持续发展提供了宝贵经验。未来,该矿将继续坚持新发展理念,不断探索瓦斯治理新路径,以更科学的技术、更先进的装备、更严格的管理,持续提高瓦斯综合治理水平,为推进矿井安全发展作出新的更大贡献。