目前，中国平煤神马集团绝大多数矿井已进入深部开采阶段，伴随而来的高地应力、煤与瓦斯突出等复合动力灾害威胁越来越严重，已经成为制约该集团煤矿安全发展的重大瓶颈。
为此，中国平煤神马集团以科技创新为引领，不断探索突出煤层的瓦斯治理之策，与中国矿业大学联合攻关，共同研发了爆注一体化工艺，有效破解了突出煤层瓦斯治理难题。今年3月，这一工艺被收入国家煤矿安监局发布的《煤矿安全生产先进适用技术装备推广目录（第四批）》中。
“过去，我们采用松动爆破和卸压注水技术防突，但是操作起来工艺繁琐、职工劳动强度高，而且实施效果不佳。”中国平煤神马集团十矿矿长、时任攻关小组组长朱同功说。作为煤与瓦斯突出矿井，十矿在推进深井、低透煤层重点回采工作面时，时常面临卸压、防治瓦斯、煤体固化、降尘等技术难题。
2017年，十矿技术人员在改进防突技术的过程中发现，松动爆破在释放地应力和瓦斯方面效果显著，而水力耦合爆破可以进一步提升爆破效果。随后，他们提出了大胆的设想，能否充分利用爆破后的裂隙发育、注水效果显著的特点，将松动爆破和卸压注水结合起来，研发出深井、低透煤层爆注一体化技术工艺及其配套装备？
有了想法后，中国平煤神马集团邀请中国矿业大学研究团队联合攻关，在十矿成立了攻关小组，将己15、16—24100工作面作为试点，在采煤工作面钻孔预抽达标的基础上，对爆注一体化工艺进行积极探索。
“由于爆注一体化工艺是以快速封孔注入的水替代砂子，以黄泥作为爆破封孔介质，因此成功的关键取决于两方面。一是封孔器的选材，不仅密封要严实，而且耐压性要好；二是如何不受水介质的影响，将炸药安全送至孔底。”朱同功告诉笔者。
在试验初期，攻关小组经过反复试验，发现采用高压注水胶囊封孔器替代原先的黄泥封孔，能够收到良好的封堵效果。于是，他们在己15、16—24100工作面开始推广使用这种封孔器。
但是，朱同功在随后的一次八点班盯班中发现，被替代的高压注水胶囊封孔器耐压性很差，仅使用一次就会磨损，无法复用。
为了提高封孔器的耐压性，升井后，朱同功立即联系了该封孔器的生产厂家、加工厂家和中国平煤神马集团瓦斯研究院，对该封孔器密封钢圈和胶囊材质进行调整，直到晚上十点多，才确定了有效、可行的工艺方案。
啃下了第一块“硬骨头”，攻关小组又开始思考如何将炸药安全送至孔底这一技术难题。他们用了3个月，开展了近百次试验，最终开发出专用的装药仓和送药杆，既可以保证炸药安全、快速送入孔底，又能够在塌孔或拒爆时将炸药拔出。
在爆注一体化工艺实施过程中，攻关小组不断改进煤层高压注水工艺，利用注水封孔器对工作面卸压钻孔进行高压注水，进一步提高了煤层注水效果。
“采用爆注一体化工艺后，我们不但实现了应力前移、煤体塑性增强、瓦斯释放更到位、降尘效果更好等目标，而且提高了松动爆破的安全系数，降低了职工的劳动强度，提高了作业效率，节约了生产成本。”朱同功高兴地说，“相关数据显示，爆破30分钟后，突出煤层的绝对瓦斯涌出量每分钟由0立方米到19.3立方米增至10.3立方米到38.52立方米，平均涌出量每分钟由3.38立方米增至20.19立方米。”
目前，爆注一体化工艺已在中国平煤神马集团六矿、八矿、十矿、方山新井等煤矿应用。
搜矿网小程序
搜矿网公众号
