平煤神馬集團創(chuàng)新爆注一體化先進工藝 解瓦斯治理難題
目前，中國平煤神馬集團絕大多數礦井已進入深部開采階段，伴隨而來的高地應力、煤與瓦斯突出等復合動力災害威脅越來越嚴重，已經成為制約該集團煤礦安全發(fā)展的重大瓶頸。
為此，中國平煤神馬集團以科技創(chuàng)新為引領，不斷探索突出煤層的瓦斯治理之策，與中國礦業(yè)大學聯(lián)合攻關，共同研發(fā)了爆注一體化工藝，有效破解了突出煤層瓦斯治理難題。今年3月，這一工藝被收入國家煤礦安監(jiān)局發(fā)布的《煤礦安全生產先進適用技術裝備推廣目錄（第四批）》中。
“過去，我們采用松動爆破和卸壓注水技術防突，但是操作起來工藝繁瑣、職工勞動強度高，而且實施效果不佳?！敝袊矫荷耨R集團十礦礦長、時任攻關小組組長朱同功說。作為煤與瓦斯突出礦井，十礦在推進深井、低透煤層重點回采工作面時，時常面臨卸壓、防治瓦斯、煤體固化、降塵等技術難題。
2017年，十礦技術人員在改進防突技術的過程中發(fā)現(xiàn)，松動爆破在釋放地應力和瓦斯方面效果顯著，而水力耦合爆破可以進一步提升爆破效果。隨后，他們提出了大膽的設想，能否充分利用爆破后的裂隙發(fā)育、注水效果顯著的特點，將松動爆破和卸壓注水結合起來，研發(fā)出深井、低透煤層爆注一體化技術工藝及其配套裝備？
有了想法后，中國平煤神馬集團邀請中國礦業(yè)大學研究團隊聯(lián)合攻關，在十礦成立了攻關小組，將己15、16—24100工作面作為試點，在采煤工作面鉆孔預抽達標的基礎上，對爆注一體化工藝進行積極探索。
“由于爆注一體化工藝是以快速封孔注入的水替代砂子，以黃泥作為爆破封孔介質，因此成功的關鍵取決于兩方面。一是封孔器的選材，不僅密封要嚴實，而且耐壓性要好；二是如何不受水介質的影響，將炸藥安全送至孔底?！敝焱Ω嬖V筆者。
在試驗初期，攻關小組經過反復試驗，發(fā)現(xiàn)采用高壓注水膠囊封孔器替代原先的黃泥封孔，能夠收到良好的封堵效果。于是，他們在己15、16—24100工作面開始推廣使用這種封孔器。
但是，朱同功在隨后的一次八點班盯班中發(fā)現(xiàn)，被替代的高壓注水膠囊封孔器耐壓性很差，僅使用一次就會磨損，無法復用。
為了提高封孔器的耐壓性，升井后，朱同功立即聯(lián)系了該封孔器的生產廠家、加工廠家和中國平煤神馬集團瓦斯研究院，對該封孔器密封鋼圈和膠囊材質進行調整，直到晚上十點多，才確定了有效、可行的工藝方案。
啃下了第一塊“硬骨頭”，攻關小組又開始思考如何將炸藥安全送至孔底這一技術難題。他們用了3個月，開展了近百次試驗，最終開發(fā)出專用的裝藥倉和送藥桿，既可以保證炸藥安全、快速送入孔底，又能夠在塌孔或拒爆時將炸藥拔出。
在爆注一體化工藝實施過程中，攻關小組不斷改進煤層高壓注水工藝，利用注水封孔器對工作面卸壓鉆孔進行高壓注水，進一步提高了煤層注水效果。
“采用爆注一體化工藝后，我們不但實現(xiàn)了應力前移、煤體塑性增強、瓦斯釋放更到位、降塵效果更好等目標，而且提高了松動爆破的安全系數，降低了職工的勞動強度，提高了作業(yè)效率，節(jié)約了生產成本?！敝焱Ω吲d地說，“相關數據顯示，爆破30分鐘后，突出煤層的絕對瓦斯涌出量每分鐘由0立方米到19.3立方米增至10.3立方米到38.52立方米，平均涌出量每分鐘由3.38立方米增至20.19立方米。”
目前，爆注一體化工藝已在中國平煤神馬集團六礦、八礦、十礦、方山新井等煤礦應用。
