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彬長礦業啟動“2-111”礦井瓦斯高效抽采技術項目
發布時間:2020-06-18     作者:彎桂清   點擊量:4724   分享到:

自月初啟動‘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、方案製定、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CO₂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次導向擴衝驅氣的瓦斯高效抽采新模式。

瓦斯作為影響礦井安全生產的重要因素,一直以來是煤礦災害防治的重點。受煤層埋藏與賦存的影響,陝煤集團所屬的彬長、韓城、銅川、黃陵等礦區均為高瓦斯礦井且瓦斯資源存藏豐富。近年來,在瓦斯的高效抽采及高效利用方麵,業內出現了以水力壓裂、水力割縫等為主的鑽孔卸壓增透技術;利用N₂、CO₂等液態惰性氣體對煤層瓦斯進行驅替,降低遊離瓦斯及吸附量的注氣技術等一批新技術、新工藝。其中,卸壓方式作用範圍有限,卸壓半徑不大,對煤體大量吸附瓦斯不能有效脫附;驅替方式由於煤體致密,煤體內沒有大量裂隙存在,運移通道不暢通,實際效果並不明顯。

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”技術理念中的高壓水射流割縫技術是一種充分利用高壓水作為衝擊動力來源,從抽采鑽孔孔壁至煤體進行掃圈式切割、排渣,最終在煤體中形成縫槽,從而達到煤體增透、降溫、降塵、卸壓的目的。去年10月,彬長礦業與陝煤技術研究院聯合開展 “孟村礦煤層高壓水射流割縫技術研究”項目,實施6660米鑽孔後,平均瓦斯抽采數據顯示,割縫11次的瓦斯抽采濃度是未割縫的2.11倍,瓦斯抽采純量是未割縫的2.78倍。

液態CO₂氣相驅替原理及工藝是:當煤層中注入CO₂後,由於CO₂的強吸附力,CO₂與煤基質微孔隙中的瓦斯產生了競爭吸附,從而將原來吸附在煤層中的CH₄ 置換出來,達到驅替目的。去年12月,彬長礦業與西安科技大學攜手在孟村礦井采用液態CO₂驅替技術後,抽采瓦斯濃度是原始濃度的3.61至4.17倍,抽采瓦斯純量是原始純量的4.63至6.79倍。

也正因為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CO₂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CO₂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,控製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、火衝擊地壓、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、有效防範和遏製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,與礦井煤炭產量、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為引領,積極探尋瓦斯、衝擊地壓、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、小莊等礦井也全麵啟動“2-111”技術項目。

“‘2-111’技術項目可大幅度降低抽采費用,提升抽采係統瓦斯流量及濃度,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,遏製衝擊造成的大麵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)


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