潞安化工余吾煤业打钻零空白 抽采零盲区 公司瓦斯抽采实现新突破

　　今年，潞安化工余吾煤业公司坚持“区域先行、卸压提升、分类选用、机制保证”的瓦斯治理技术思路，在“空白带”区域瓦斯治理方面实现了开年新突破。

　　在采煤工作面施工预抽钻孔时，由于煤层起伏、地质构造、钻孔施工工艺、钻具能力等影响，钻孔成孔后钻孔轨迹未能覆盖到工作面中部区域，这一部分就形成了“空白带”。“空白带”区域的瓦斯未得到有效抽采，在回采过程中，就会给安全生产带来重大隐患。

　　据了解，该公司各工作面切眼大部分在350m左右，钻孔深度需达到180m，对钻孔成孔提出了更高要求。为此，公司先后引进了Φ89mm钻杆排渣工艺、ZDY-7300LX型大扭矩钻机、ZYWL-4500D小型定向钻机，但受煤层倾角、地质构造、钻进工艺影响，钻孔成孔深度未能达到设计要求。

　　S5207工作面呈现“中部高、巷道两侧低”的地质特点，普通钻孔频繁见岩轨迹无法施工至既定区域，工作面中部区域出现30-50m“空白带”，致使该区域煤体瓦斯得不到有效抽采。自2020年开始利用千米钻机对巷道区域预抽技术进行研究，先后在N3102胶顺、S5102胶顺两条顺槽掩护掘进中，定向分支长钻孔条带预抽技术效果显著。借鉴其施工经验，2022年瓦斯治理研究中心将工作重心放在预抽工作面中部“空白带”这一项目上，提出了使用千米钻机施工顶底板梳状分支孔工艺。

　　“2022年初我们认识到这一问题后，第一时间对S5207工作面的钻孔成孔情况进行了调研，并收集地质资料、施工钻孔数据，判断工作面中部空白带区域宽度约50m，空白带区域较大，且工作面走向发育有余吾背斜，钻孔施工时对工作面煤层顶底板层位判定将变得尤其关键。”该公司瓦斯治理研究中心主任李云介绍。“我们既要确保钻孔轨迹覆盖至空白带区，也要保证钻孔见煤孔后不与已有抽采孔轨迹交错，出现串孔、塌孔，影响已有抽采孔的抽采效果，因此定向钻孔布置分支点位置极其关键，也是技术难点”。

　　为了消除工作面中部打钻空白区域，实现打钻零空白，瓦斯治理研究中心深入研究定向钻孔开分支工艺。“羽状”分支钻孔是在煤层稳定岩层中施工定向超长主钻孔作为分支孔的抽采通道，后退式开分支施工短距离“羽状”煤孔，该技术工艺煤孔分支数量多、距离短；然而考虑到空白带区域的宽度范围，相比之下，优先选择使用“梳状分支”布孔方式，将钻孔主孔布置在空白带区域边界一侧，距煤层顶板2-3m中粒砂岩层位，向空白区一侧施工长距离“梳状”分支煤孔来预抽工作面中部范围。这样的钻孔布置方式与“羽状”分支孔布孔工艺相比，钻孔间距更加均匀，钻孔深度深，减少岩孔段长度，提升煤孔占比。

　　充分利用已有的迈步钻场便利条件，使用千米钻机在S5207胶顺施工顶底板分支孔。在施工期间，瓦斯治理研究中心组织对煤层顶底板进行了探测，将主孔设计成仰孔，布置在煤层顶板往上2-3m岩层较为稳定的中粒砂岩区域；采用底板孔时，主孔布置在煤层底板以下2m的粉砂岩区域，并对分支孔间距合理性进行试验。

　　在施工过程中，遇到的技术问题主要集中在开孔段塌孔、煤岩交界处憋泵、卡钻、见煤切入夹角等，在实践过程中，该中心也找到了恰当的解决办法。

　　针对开孔段塌孔情况，该中心先下入6寸封孔管，将封孔管固孔至岩段，形成了良好的返渣通道，钻孔成孔率明显提高。在钻孔主孔施工阶段，每隔50m主动对煤层顶板进行探测，及时修改煤层顶底板趋势线，在即将进入煤层时，将钻孔倾角与煤层倾角夹角确定为至少3°，避免煤岩交界处塌孔，同时采用“低流速＋快速推进”方式进行施工作业，提升钻孔钻进速率。

　　经过9个月的不懈努力，该中心完成了5个钻场施工，共计进尺10155m米，煤孔进尺3369m，补充空白带区域覆盖范围为长799.1m×宽53.3m，总计治理煤量33.71万t，钻孔抽采纯量3.04m³/min。

　　记者了解到，预计抽采6个月后，整个施工区域累计瓦斯抽采量为62.6万m³，吨煤瓦斯下降量为1.85m³/t，煤孔万米抽采量达到9.02m³/min·万米，标志着公司突破了空白带区域预抽瓦斯治理难题，也为之后消除工作面中部空白带区域，实现瓦斯精准抽采做出示范。

　　“我们将持续深化推进瓦斯高效治理，压实源头治理，激发团队技术创新活力，持续挖掘瓦斯治理潜力，下好先手棋，以瓦斯治理为抓手解放生产力，为公司高质量发展发挥更大作用。”李云说道。

　　杜军 武越