记者观察网山西6月9日电(记者 明文 通讯员 牛东方 张舒)近日,由晋能控股装备制造集团长平公司承担的省级重点项目“碎软低渗煤层地面水平井分段造穴卸压抽采”工程已完成关键施工任务,目前进入排采工作的产气初期。该项目是山西省科技重大专项“揭榜挂帅”项目,主要针对碎软低渗煤层坚固系数低、透气性差、钻孔易坍塌等地质条件,围绕工程设计、增透工艺及配套系统开展技术探索,为保障矿井抽、掘、采衔接有序提供关键技术支撑。
长平公司煤层属于典型碎软低渗煤层,以往常规钻孔施工后易发生坍塌,导致抽采通道不畅,瓦斯抽采效果长期不理想。为此,该公司根据煤矿开采的时间先后顺序,将矿区划分为规划区、准备区、生产区和采空区四个区域,实施差异化的瓦斯抽采方法,构建“全矿区、全时段、井上下联合”的立体治理体系。而地面水平井分段造穴卸压抽采这一项目,正是长平公司针对规划区采取的瓦斯治理新手段,通过科学部署地面水平井掏煤卸压试验,提前5年以上实现瓦斯高效预抽,为后续井下安全生产创造必要条件。
在具体施工中,该项目采用了“三级掏煤+复合增透”工艺路线,涵盖通井、套管、造穴、扩孔等环节,扩孔直径由小到大逐级推进。在增透环节同步应用注氮与二氧化碳相变致裂技术,以提高煤层透气性。工程布置上,洞穴间距控制在15米左右,单穴长度约7米。累计完成15个洞穴施工,总掏煤量达360余吨,超过设计目标的50%,为后续瓦斯排采建立了有效通道。
通道建立后,配套的排采工艺系统同步跟进。井下实现洞穴间联通,辅助构建裂隙网络,地面配备集气、计量及排采设备,形成连续作业能力,同时,对压力、流量等参数进行实时在线监测,整套系统为排采工作的有序推进提供了硬件支撑。
据了解,排采工艺系统所服务的排采过程主要包括纯排水阶段、产气初期、产气上升稳产期和产气递减期四个阶段。当前的产气初期阶段,是整个排采流程中较为关键的过渡阶段,此时,近井地带压力已低于解吸压力,水量逐步减少,气体开始产生,产气量处于初期爬坡阶段。长平公司积极通过精细化的压力管理,持续优化排采制度,积累数据,维持气水平衡,避免储层伤害,力争在产气上升期实现稳定提升。
此外,为确保这一“四新”技术成果尽快从“试验田”走向“高产田”,长平公司还系统梳理项目在井身结构、洞穴间距、掏煤量等关键参数上的最优实践,并通过组织矿井内部现场观摩会、开展技术培训等方式,加快技术成果的推广落地。据初步评估,该方案试验成功后,可使影响区域内瓦斯浓度由最高16m3/t降至8m3/t,有效降低瓦斯突出风险,推动矿井瓦斯治理水平整体提升。