大興礦創建瓦斯超前治理新模式 走出“雙突”礦井安全高效低成本瓦斯治理新路

日前，記者在大興礦了解到，由該礦自主研創的“向斜構造煤層組火成巖侵入區開采下保護層卸壓瓦斯超前抽采技術”在該礦北二909綜采工作面成功實踐。這不僅填補了國內此項技術研究與應用領域的空白，也標志著該礦通過創新“以孔代巷”技術手段實現瓦斯超前治理的新模式初步形成，為“雙突”及高瓦斯礦井安全、高效、經濟開展災害治理工作開辟了新路、探索了成功經驗。

“向斜構造煤層組火成巖侵入區開采下保護層卸壓瓦斯超前抽采技術”的研究與應用，是該礦針對北二909綜采工作面特殊地質條件，以回采工作面即保護層、被保護層為試驗區，通過技術手段實現瓦斯治理模式創新，從而低成本、安全高效解決礦井瓦斯等重大災害治理難題的一次重大課題實踐，在國內相關領域尚屬無人碰觸的“空白區”。作為公司“雙突”礦井，大興礦瓦斯治理能力不僅反應了公司重大災害治理水平，也深刻影響著公司安全生產工作全局。近年來，隨著開采深度的不斷增加，大興礦瓦斯含量高且壓力大、煤層透氣性低、地質條件復雜等問題日益凸顯，進一步加重了該礦瓦斯治理及防突工作難度。北二909工作面為向斜構造，局部鄰近斷層、火成巖侵入嚴重，地質條件復雜導致工作面只能按照大、小面“刀把”形布置，傳統的采用頂板瓦斯道等方式抽采工作面及采空區卸壓瓦斯的治理方式雖然有效，但存在一定的局限性，同時將大幅增加生產成本并將造成采掘接續緊張壓力。

能否依靠創新突破傳統生產模式，打造瓦斯超前治理的全新格局，一道事關礦井長治久安與高質量發展的選擇題擺在了大興人的面前。多年來，大興礦始終致力于“科技興安”這一重大課題，將創新作為礦井“一通三防”等重大災害治理的重要途徑，堅持因勢而謀，應勢而動，在防災治災領域不斷更新理念、創新實踐。面對長期制約礦井發展的難題，該礦堅持以問題為導向，主動對標“以孔代巷”先進理念，積極探尋破解之道。針對該工作面特殊地質特點，該礦成立了由總工程師牽頭、兩防辦、保安區及相關施工單位專業技術人員共同參與的課題攻關組，將創新被保護層瓦斯超前抽采技術、利用穿層鉆孔替代瓦斯道抽采作為突破口，圍繞如何有效利用超前壓消除瓦斯超限及突出危險，打造安全高效低成本瓦斯超前治理新模式發起技術總攻。

為確保課題攻關項目取得實效，該礦結合文獻參考及本礦開展的巖移觀測、保護層開采、瓦斯治理等經驗，對采場上覆煤巖層破壞移動情況、影響范圍的結構形態模型加以辨證分析，準確掌握超前擾動對被保護層的破壞形式、增透機理和分布特征，為被保護層瓦斯超前抽采奠定理論基礎，并于回采前兩個月完成了瓦斯治理總體技術方案論證及抽采工藝設計。去年12月中旬，北二909工作面正式回采，在工程實踐中，該礦充分利用采動影響下的巖石移動規律，科學準確地找到超前抽采區域這一抽采關鍵部位，采取采場兩順鉆場布置扇形穿層鉆孔的方式，對被保護層瓦斯進行精準抽采，使局部鉆孔瓦斯抽采濃度達到了100%、超前抽采瓦斯量占采場絕對瓦斯涌出量的30%以上。同時，采取全液壓鉆機施工、“兩堵一注”封孔技術及地面永久瓦斯抽采系統分抽等綜合性措施，提高工程質量、瓦斯抽采及利用率，并根據采場瓦斯涌出參數、鉆孔抽采參數變化情況檢視瓦斯治理的實際效果，不斷優化方案、改進措施，實現了正常回采期間瓦斯“零超限”。

今年2月，隨著北二909小面生產正式結束、大面順利對接并進入回采狀態，該礦以創新、完善并運用“以孔代巷”技術體系為核心的瓦斯超前治理新模式隨即宣告成功。期間，該工作面及相關區域瓦斯超前抽采與利用量達112萬立方米，達到了瓦斯治理預期目標；同時由于取消了瓦斯道掘進施工，一次性節約資金投入200余萬元，實現了“一優三減”和成本節降。大興礦的創新實踐成果，必將為煤礦瓦斯治理由傳統向創新方式轉變起到重要啟示與推動作用，也為同類礦井瓦斯重大災害治理提供了可行性方案和技術遵循。