科技創新
今年以來,面對沖擊地壓與瓦斯復合災害耦合交織、風險疊加的難題,胡家河礦以創建本質安全型企業為目標,聚焦多災協同治理、降本增效與安全提質,全力推進技術創新攻關,實現鉆孔工程量大幅精簡、災害治理周期有效縮短、綜合治理精度顯著提升,為礦井安全生產平穩可控筑牢堅實技術支撐。

圖1:壓裂各參數應力分布云圖
據了解,該礦依托定向長鉆孔施工技術,整合孔內物探探查、分段水力壓裂、煤體卸壓、瓦斯高效抽采等多項功能,創新應用“一孔多用、多災共治”的復合災害治理新工藝,通過優化鉆孔布局、規范壓裂參數、完善抽采體系、強化動態監測,實現單孔同步完成地質探查、水文探測、應力釋放、瓦斯抽采、隱患預警等多重功能,精準破解礦井復合災害防控重點、難點問題。
“自2025年以來,我們在403105工作面累計施工‘一孔多用’定向鉆孔18個、累計進尺1.41萬米,鉆孔壓裂5個、累計壓裂46段、累計注水量1116m3,在保證工作面安全掘進的同時,積累了豐富的煤層定向施工經驗?!痹摰V通風管理部經理緱曉鋒介紹。
為切實保證治理效果,該礦前期通過構建數值模型,選取20種模擬參數,系統分析不同水壓、段長度、段間距、孔間距工況下的圍巖應力與裂紋分布特征,依托模擬結論精準開展現場工程施工,確定最優水力壓裂施工參數。同時,通過壓裂前后孔中瞬變電磁檢測、瓦斯含量測試、沖擊傾向性參數檢測、鉆孔窺視等多種技術手段,全面收集、深度分析壓裂及協同治理成效,精準厘清水力壓裂裂隙擴展規律與瓦斯抽采、應力卸壓之間的內在作用機理,為后續技術優化和現場應用提供充足的數據支撐與實踐依據。

圖2:壓裂前后“一孔多用”沖擊地壓與瓦斯效果圖
經現場驗證和數據分析,該工藝綜合治理成效顯著。地質及水害防治方面,通過孔內物探技術查明了掘進前方地質構造及水文分布情況;沖擊地壓防治方面,實現了壓裂區域幫部卸壓孔替代,在保證安全的前提下減少幫部爆破卸壓孔進尺2420m,較未壓裂區域鉆孔工程量降低77%;瓦斯防治方面,孔內平均瓦斯抽采濃度提升81.7%,平均瓦斯抽采純量提升128.2%,煤體可解析瓦斯含量降低39.1%,真正實現了“一孔多用、多災共治”的協同治理目的。
下一步,該礦將持續深化復合災害綜合治理技術研究,以此次階段性突破為契機,總結現有施工經驗,完善“一孔多用”效能分析,深入論證地質探查、水文探測、沖擊地壓、瓦斯抽采四項一體化功能的替代應用價值,明確單孔多功能綜合治理優勢,穩步提升“一孔多用”技術的適配性、規范性和實效性,全面夯實礦井復合災害防控技術體系。(張玉明)
編輯:達文娟


