工程量450米,斷面9平方米的傳統高抽巷道,工程期需要5個多月,需投入資金400余萬元;而同類巷道采用鉆代巷工藝,只需要施工21個頂板走向長鉆孔,工期需要3個多月,共需要投入資金100余萬元。從對比中可以看出,鉆代巷相比高抽巷治理瓦斯可減少時間投入2個多月,減少資金投入近300萬元,按照百分比計算可節省約42.8%的時間,節省約72%的資金……這是瓦斯治理工作中采用兩種工藝的不同之處,也是公司推行鉆代巷工藝后取得的實實在在效果。
長期以來,瓦斯治理是煤炭行業“如鯁在喉”的痛點、難點和風險點。而且隨著采深的不斷增加,各項災害治理難度越來越大,如何突破瓦斯治理瓶頸是煤炭企業面臨的共性問題,也是能否實現安全高效發展的必答題。近年來,公司依托“技術創新、管理創新”的“雙輪驅動”策略,實施“夯基礎、強抽采、優技術、細管理、嚴問責”的“五位一體”管控手段,不斷推動瓦斯治理工作向安全、低成本、高效率邁進。尤其是在工藝優化方面更是推陳出新,經過一年多的技術研究和工程實踐,目前公司推廣的“鉆代巷”瓦斯治理工藝已經在公司的七個生產礦井成功應用,在保安全、降成本、增效率的同時走出了一條瓦斯治理的新路子。
“‘鉆代巷’就是用施工定向鉆孔的方法代替以往的施工瓦斯高抽巷的工藝,達到相同的瓦斯治理效果。施工高抽巷較為復雜,需要投入大量的人力和物力,而施工定向鉆孔則能在大幅降低成本的同時,提高安全保障。”這是公司通風技術部防突科科長劉盛輝對鉆代巷工藝的簡要介紹。
工藝的更新涉及礦井的安全和發展,然而,是否適用于各生產礦井更需謹慎。為了了解驗證“鉆代巷”工藝的優點,早在2022年公司就組織相關技術人員前往西安中煤科工集團西安有限公司調研學習,通過“走出去、引進來”模式,對鉆代巷的工藝原理以及操作流程進行了解。他們又通過技術研究和工程實踐,對工藝的適用性進行了考量,編制了相關施工方案和技術措施,以負責嚴謹的態度推廣鉆代巷工藝。
用施工定向鉆孔代替施工高抽巷,乍一聽很簡單,但實際操作起來卻遠比想象中的要復雜,如何在長距離的情況下精準施工鉆孔到靶向位,怎么杜絕定向鉆孔過軟巖、破碎帶時出現垮孔現象又是一個亟待解決的問題,而這些僅僅依靠提升操作人員和施工技藝是難以保證的。為了確保“以鉆代巷”施工工作的順利進行,我公司想長遠、謀發展,加大了裝備的投入力度,先后為城山礦、東海礦、平崗礦、新發礦等生產礦井配備了12臺定向鉆機,同時邀請廠家技術人員到礦就鉆機操作、施工流程與工藝、鉆孔設計開展專題培訓,使職工熟練掌握操作要領,促進施工效率進一步提升。
“作為鉆代巷的黃金搭檔,定向鉆機具有精準的鉆孔定位和隨鉆動態顯示鉆孔軌跡的功能,徹底改變了傳統瓦斯治理施工方式。以前,打鉆最怕的就是難以保持鉆孔精度,致使鉆孔隨距離的增加逐漸偏離預設位置。如今,不管是回采工作面頂板走向鉆孔,還是順層消突長鉆孔、探放水鉆孔,都能精準施工到靶向目標。其次,通過定向鉆施工的鉆孔層位穩定,利用率高,抽采效果持續,把傳統的采面仰角、高位鉆孔、高抽巷治理瓦斯模式都給取代了,鉆場個數、鉆孔總量還有瓦斯治理巷道工程量都大大減少了,還避免了采面上巷抽采管路鋪設和回撤以及鉆場搭接時的瓦斯超限問題。而且全程機械化操作,使得作業人員不用再守在現場,不再受瓦斯威脅,生命安全得到有力保障。”提起定向鉆機的好處劉盛輝如數家珍。
工藝的升級帶來的是生產質效的飛速提升,裝備的升級帶來的是施工環節的更多保障,將兩者相結合是公司面對瓦斯治理挑戰,轉觀念、想長遠、破新局的具體體現。隨著鉆代巷的推廣及應用,目前公司各生產礦井瓦斯治理工作得到了日新月異的變化。
西六采區36A左五面平均采高1.7米,煤層平均傾角24°,可采儲量豐富,是新發礦下步主力生產接續戰場。自引進ZYL-7000D型履帶式定向鉆機,采用“鉆代巷”抽采新工藝后,創造了很多建礦以來的生產紀錄。定向鉆機最長鉆孔打過408米,單孔瓦斯濃度達到88%,相當于普通鉆機的數個鉆孔。同時,還減少了原設計方案瓦斯高抽巷掘進工程量和高位鉆場設置,極大地節省了治災成本,減少了打鉆搬家倒面的時間和次數,大大縮短了施工工期,提高了施工效率,尤其是小班單班鉆孔進尺保持在33m—45m之間,平均單班鉆孔施工39m,提前釋放了煤體瓦斯,解放了煤量,為生產接續提供了強有力的保障。
在平崗礦東部區14#右三面,傳統瓦斯治理見效慢,嚴重制約著礦井接續發展。通過引入ZDY12000LD定向鉆機及“鉆代巷”工藝,技術人員根據這個工作面的地質條件和瓦斯涌出特點,精心設計鉆孔方案。通過鉆代巷工藝,將鉆孔準確地布置在頂板的最佳層位,實現了長距離精準施工。經過一段時間運行,這個工作面的瓦斯濃度得到了有效控制,定向鉆機施工鉆孔達4263米,抽采效果顯著提升,為安全生產提供了堅實保障。
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像這樣的例子還有很多,尤其值得一提的是,通過一年來的摸索,公司各礦“鉆代巷”工藝使用日趨成熟。其中,東山礦在施工西采區7下左二面鉆代巷工程時,單孔孔深最遠達到了960米取得了公司之最。而即將過千米的孔深精準達到靶向位和良好的瓦斯抽采效果也是各礦對公司推廣“鉆代巷”工藝的最好回應。
工藝技術升級并非坦途。它需要巨大的投入、高素質的人才支持以及長期的技術積累。同時,還需面對技術轉型過程中的不確定性風險,但經過一年多的實踐,“鉆代巷”工藝的推廣無疑是成功的,通過以鉆代巷不僅有效提升了礦井“一通三防”工作實效,翻開了瓦斯治理的新篇章,還在優化工序、保證接續、經營質效等方面帶來了諸多“紅利”。下一步公司還將持續優化“鉆代巷”工藝,讓其在災害治理中發揮積極重要作用。