全国煤矿瓦斯治理现场推进会经验交流选登：

创新构建“1+2”瓦斯治理模式

淮北矿业集团总经理 孙方

淮北矿业集团始建于1958年，有生产矿井17对，核定年产能3585万吨。淮北矿区为松散层全覆盖隐伏煤田，是我国复杂条件下煤层群开采的典型代表，主采煤层薄、煤体松软，并伴有岩浆岩侵入，具有高瓦斯、低渗透性、高地应力、强突出风险显著特性。

随着开采深度不断延伸，淮北矿区主采煤层均升级为突出煤层，瓦斯压力增大、含量增加，传统的治理技术手段工程量大、周期长，难以适应新条件下瓦斯治理要求。

近年来，我们以最严的管理、措施抓安全，积极构建“1+2”瓦斯治理模式，切实提升瓦斯治理水平。其中，“1”是实施地面井抽采最大化，“2”是在井下实施穿层钻孔抽采最大化、盾构快速掘进连续化。

聚焦“地面抽”，实现超前防控治瓦斯

一是国内首创碎软低渗强突煤层地面水平分段压裂井预抽煤层瓦斯技术。我们超前8年至10年实施地面水平分段压裂井预抽工程，通过优化煤层顶板水平分段压裂井布井方案，不断完善定向多簇射孔技术。其中，在芦岭矿施工的一号U型地面水平压裂井组，连续92天日产气量1万立方米以上，截至目前累计产气826万立方米，成为国内首个在松软低渗透煤层顶板钻进、分段压裂改造煤层、排采良好的典型案例。

二是创新实施大口径地面采动井群全周期高效抽采技术。我们把大口径地面井抽采作为瓦斯治理的主导技术，替代了采煤工作面高位抽采巷。通过实施“六个最大化”，即井径最大化、“二开三开”强度最大化、材料强度最大化、石油固井强度最大化、抽采负压和能力最大化、抽采效果最大化，推进瓦斯治理由井下向地面转移。探索出上“让”、中“抗”、下“避”的技术思路，即上部松散层让出变形量，中部基岩段提高抗剪、抗拉强度，下部目标煤层掏穴留出避让空间。研发集“固井、防护、完井”于一体的地面井施工成套技术，并在矿区全面推广应用，2020年以来累计施工地面井412口，实现地面井套管“零破断”和地面井抽采最大化。

聚焦“井下钻”，实现精准可靠治瓦斯

一是创新攻关井下定向长钻孔“分段水力加砂压裂增透”技术。我们创新研发了复杂地质条件下碎软强突煤层区域超前卸压增透预抽技术。2023年，在行业内首次采用井下长距离近强突出煤层顶板定向钻进、全孔段套管固井、定向喷砂射孔、分段水力加砂压裂等一体化压裂增透抽采技术，实现生产准备区强突出煤层超前降压力、降含量。该技术在芦岭矿Ⅱ9410区段应用后，抽采浓度达75%，最高日产气量达3800立方米。

二是持续完善大直径定向钻孔“以孔代巷”成套技术。我们探索形成破碎岩层定点注浆+硬岩快速钻进+二次扩孔+大直径深孔全程筛管护孔等成套技术工艺，实现高负压、大流量稳定抽采，全面取消采煤工作面高位钻场巷道和密集抽采钻孔。该技术在朱仙庄、芦岭等矿应用后，单孔抽采混合量提升3倍至4倍。

三是创新研发松软煤层底板梳状定向穿层钻孔消突技术。我们创新采用“液动穿岩、气动穿煤”定向钻进工艺，将主孔布置在煤层底板岩层中，顺序开分支孔顺煤层压茬钻进，配合“钻护一体”工艺进行全程筛管护孔，实现断层褶曲构造区煤层定向钻孔高效抽采。该技术在袁店一、杨柳等矿应用后，抽采浓度在90%以上，节省了大量瓦斯治理底板巷道和穿层钻孔工程。

四是成功实施松软煤层井下顺煤层定向长钻孔抽采技术。我们选用大功率定向钻机，搭配大扭矩空气螺杆马达定向钻进系统，配合大流量、高压力氮气介质驱动装置，研发了集松软煤层钻进氮气排砟、空气螺杆马达旋转钻进和滑动定向钻进于一体的施工工艺，并采用“钻护一体”工艺实现全孔段筛管完孔。该工艺使定向钻进台效提升至2000米/月，单孔孔深达516米，一度刷新国内碎软煤层顺煤层定向钻进施工纪录。

五是总结形成穿层钻孔卸压增透抽采技术。我们通过开展煤层卸压增透机理研究、卸压和抽采影响范围考察，总结形成松软煤层穿层钻孔卸压增透技术，提升治理效果和效率。创新研发了集“低压钻进、高压冲孔、筛管护孔”于一体的冲孔造穴装置，实现穿层钻孔“钻冲护”一体化高效钻进。采用孔底压风吹水工艺，感应孔底负压变化，自动开启压风吹水、吹砟，实现钻孔畅通抽采。

聚焦“盾构掘”，实现重器助力治瓦斯

淮北矿区岩层松软破碎，断层褶曲发育。2019年11月，我们首次投用的“淮盾1号”盾构机在袁店二矿施工时遇到难题，8个月进尺只有800多米，尤其是进入F12断层施工，月进尺只有几十米。

对此，我们抽调精兵强将，组建专业化施工队伍，并结合地质条件与使用情况，对“淮盾1号”盾构机进行优化改造，最终创造了19度上山施工月单进295米的成绩。与综掘工艺相比，“淮盾1号”盾构机施工的首条巷道工期缩短了15个月。

这些年，我们在实践中不断总结完善盾构施工工艺，构建起盾构“1+4”施工管理模式（建立一项盾构管理体制机制，强化精准地质、优选砂岩层位、优选砂岩顶板、泥岩及破碎带地面超前注浆治理四项技术保障），实现盾构工艺快速连续掘进、瓦斯治理巷道施工突破性提速。目前，我们累计投入11台矿用盾构机，“淮盾9号”盾构机在许疃矿创造18度大坡度下山盾构施工全国纪录。同时，创新研发的盾构机后方自动化钻探作业平台，有效破解了“前盾后钻”难题。

此外，我们以最优的方案抓治理，精细编制规划方案、地质方案、设计方案；以最大的力度抓投入，确保资金投入到位、装备升级到位、技能提升到位；以最严的措施抓落实，进一步将责任压紧压实、将考核落地落细、将问责从严从紧，推动瓦斯治理再上新台阶。

通过创新实施“1+2”瓦斯治理模式，淮北矿业集团煤矿安全生产平稳有序，2024年实现66年来首个安全年。目前，10对矿井实现连续安全生产5周年以上。其中，童亭矿连续安全生产19周年，成为安徽省安全生产周期最长的煤矿；11对矿井通过国家一级标准化验收。

此外，我们积极推进瓦斯抽采利用，累计建成12座瓦斯发电站，总装机容量66.25兆瓦，每年利用瓦斯近1亿立方米、发电量超过2亿千瓦时，增加营业收入1.32亿元。

来源：《中国煤炭报》2025年4月10日 3版