中国矿山安全学会副会长郑行周深度解读2024年煤矿安全技术与装备革新
中国矿山安全学会副会长郑行周深度解读2024年煤矿安全技术与装备革新
矿山安全,重于泰山。随着煤炭开采深度的增加和地质条件的复杂化,传统的安全管理模式和技术手段已难以满足当前矿山安全的需求。因此,推广先进适用技术和装备,淘汰落后工艺及设备,成为提升矿山安全水平的关键。
在此前举办的“矿山安全科技进内蒙古”活动中,原国家矿山安全监察局政策法规和科技装备司一级巡视员、现中国矿山安全学会副会长郑行周研究员就2024年6月17日国家矿山安全监察局印发的《2024年矿山安全先进适用技术及装备推广目录与落后工艺及设备淘汰目录》进行了深度解读,详细介绍了煤矿领域推广的24项先进适用技术和装备,为矿山安全提供了强有力的技术支撑。
一、煤层瓦斯含量测定:一站式自动化的精准突破
在煤矿开采过程中,煤层瓦斯含量是评估矿井安全状况的重要指标之一。然而,传统的瓦斯含量测定方法耗时长、效率低,难以满足现代煤矿安全生产的需要。“煤层瓦斯含量井下一站式自动化测定仪的推广,正是为了解决这一难题。”郑行周副会长如是说。
据他介绍,这款测定仪采用了井下煤样保压密闭破碎系统,实现了井下煤样的一体化快速粉碎和瓦斯参数的自动测定。其技术亮点在于,通过瓦斯解吸分数阶扩散动力学模型,在钻杆内孔形成煤渣反循环快速取样通道,现场直接生成瓦斯含量测定报表,测定时间由传统的10余小时缩短至30分钟以内。
“这一技术的应用,不仅提高了瓦斯含量测定的效率和精度,还为煤矿的瓦斯治理提供了更为科学的数据支持。”郑行周副会长强调。山西潞安矿业李村煤矿、山西华晋焦煤吉宁煤矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术,取得了显著的安全效益和经济效益。
二、超高压水力割缝:卸压增透的技术革新
对于高地应力、高瓦斯、低透气性煤层,传统的瓦斯抽采方法往往难以达到理想的效果。而超高压水力割缝卸压增透技术的出现,为这一难题提供了全新的解决方案。
“这项技术解决了超高压水传输及动密封等技术难题,割缝装备的工作压力提高到100MPa,中硬煤层割缝半径达到1.5~2.5m。”郑行周副会长详细阐述了该技术的技术要点。通过高压水射流切割煤层形成缝槽,显著改善了煤层中的瓦斯流动模式,实现了钻、冲、割一体化作业。
河南神火煤电薛湖煤矿、安徽恒源煤电祁东煤矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑行周副会长介绍,应用该技术后,煤矿钻孔瓦斯抽采达标时间明显缩短,抽采效率显著提升,钻孔工程量也大幅减少。
三、智能化监测监控:瓦斯抽采的安全保障
瓦斯抽采是煤矿安全生产的重要环节之一。然而,传统的瓦斯抽采监测监控手段往往存在实时性差、精度低等问题。而煤矿瓦斯安全高效抽采智能化监测监控技术的推广,为瓦斯抽采的安全保障提供了有力支持。
“这项技术可实时、有效监控井下任一瓦斯抽采点的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、抽采负压及抽采量变化情况。”郑行周副会长介绍道。通过基于监控参数的钻孔优化设计和抽采系统自动调节,该技术不仅提高了瓦斯抽采的效率,还显著降低了抽采能耗。
中煤华晋山西王家岭煤矿、中煤新集能源安徽新集二矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑行周副会长介绍,应用该技术后,煤矿的瓦斯抽采效率提高了30%以上,同时抽采能耗降低了20%左右。
四、EGF煤层增渗剂:化学增透的绿色探索
针对低渗透煤层抽采效率低的问题,EGF煤层增渗剂的推广为煤矿企业提供了一种全新的解决方案。这种增渗剂以有机酸为主要成分,辅以多种催化剂及稳定剂改性而成,能够广泛应用在井下以水为载体的技术领域。
“通过增渗剂与不同水力化增透装备的融合,形成针对不同煤层条件的物化复合增透技术,提高了增透效果,增加了钻孔抽采半径,降低了钻孔施工量。”郑行周副会长详细介绍了该技术的技术要点。同时,他还强调,EGF煤层增渗剂不含氨、氮等元素,不易燃烧,产品安全、环保。
山西马堡煤业、山西三元煤业等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑行周副会长介绍,应用该技术后,煤矿的瓦斯抽采效率提高了50%以上,同时钻孔施工量减少了30%左右。
五、顶板岩巷下向孔钻扩一体化:卸压防突的新思路
对于高瓦斯、突出矿井而言,顶板岩巷下向孔钻扩一体化卸压防突技术的推广无疑是一种全新的治理思路。该技术通过顶板岩巷下向钻孔和扩孔一体化作业,实现了煤巷条带瓦斯抽采的高效治理。
“通过钻扩一体化作业,施工下向大直径穿层钻孔,实现下向煤层扩孔造穴,显著提高煤层透气性,提高瓦斯治理效率。”郑行周副会长详细阐述了该技术的技术要点。同时,他还指出,该技术利用顶板高抽巷抽采工作面回风隅角瓦斯,实现了顶板岩巷一巷多用,降低了瓦斯治理成本。
安徽皖北煤电朱集西煤矿、山西阳泉煤业寺家庄煤矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑行周副会长介绍,应用该技术后,煤矿的瓦斯抽采效率提高了40%以上,同时顶板岩巷的利用率也显著提升。
六、地面井瓦斯抽采:全周期高效治理的新模式
在高透气性煤层抽采方面,煤矿地面井瓦斯抽采技术展现了其独特的优势。该技术通过对全矿区所有可采煤层气进行采前、采中、采后抽采,实现了煤层瓦斯的全周期高效治理。
“在高透气性煤层抽采时,采用‘一台多井’方式、压裂工艺和气液固三相运移规律;在松软低透气性煤层抽采时,三维精细刻画水平井钻井轨迹,采用旋转下套管工艺和石油固井技术。”郑行周副会长详细介绍了该技术的技术要点。同时,他还指出,在采动区抽采时,该技术形成了上“让”、中“抗”、下“避”的总体结构,实现了全周期高效抽采。
山西晋能控股寺河煤矿、安徽淮河能源顾桥煤矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑行周副会长介绍,应用该技术后,煤矿的瓦斯抽采效率提高了60%以上,同时煤层瓦斯的压力和含量也显著降低。
七、井下钻孔地面压裂:区域瓦斯治理的新途径
井下钻孔地面压裂区域瓦斯治理技术是一种结合了油气(煤层气)地面压裂增透与煤矿井下瓦斯抽采技术的新途径。该技术通过在井下施工抽采钻孔、地面实施水力压力,实现了瓦斯区域超前治理。
“该技术具有压裂范围大、增透效果好、安全高效等优点。”郑行周副会长高度评价了这项技术的推广价值。通过井下钻孔-地面压裂快速抽采成套技术及装备的应用,该技术实现了瓦斯区域超前治理的自动化和智能化。
贵州安晟能源龙凤煤矿、山西金地煤焦赤峪煤矿等煤矿企业已经成功应用了这项技术。据郑教授介绍,应用该技术后,煤矿的瓦斯抽采效率提高了70%以上,同时区域瓦斯治理的成本也显著降低。
此外,郑行周副会长还介绍了矿井火灾精准监测智能预警系统、煤矿覆岩离层充填绿色保水开采技术、智能化定向钻场等一批先进技术装备。
结语:科技引领矿山安全新未来
通过对《2024年矿山安全先进适用技术及装备推广目录与落后工艺及设备淘汰目录》的深度解读,我们不难发现,科技在矿山安全领域正发挥着越来越重要的作用。从煤层瓦斯含量的一站式自动化测定到超高压水力割缝的卸压增透技术,从智能化监测监控的瓦斯抽采到EGF煤层增渗剂的化学增透探索,每一项新技术、新装备的推广都为矿山安全提供了更为坚实的保障。
正如郑行周副会长所言:“科技是矿山安全的基石,只有不断推动技术创新和装备升级,才能筑牢矿山安全防线,为煤炭行业的可持续发展提供有力支撑。”
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