中国煤科煤科院:多灾协同防控护航深部煤炭安全开采
发布时间:2026-1-11 08:04阅读:3
近日,新华网、中国煤炭报等主流媒体先后对“中国煤科煤科院:多灾协同防控护航深部煤炭安全开采”进行了专题报道。以下是媒体报道内容。
近日,山西焦煤集团三交煤矿一采区瓦斯抽采巷内,钻机运行平稳持续。
“1号定向钻场瓦斯与水的探查治理钻孔已顺利施工408米,目前各项数据均无异常。”来自井下的汇报,标志着中国煤炭科工集团煤炭科学技术研究院有限公司(简称煤科院)承接的该矿瓦斯与水共治项目正式从论证阶段进入稳步推进实施阶段。
这是煤科院深耕深部煤矿多灾协同防控的一个缩影。
近年来,煤科院以多专业协同为抓手,以理论技术创新为突破,在山西、陕西、内蒙古等地的煤炭主产区解决了多个复合灾害治理难题,构建成熟的多灾协同防控体系,为深部煤炭安全高效开采筑牢科技防线。
布局复合灾害防控体系
随着煤炭开采不断向深部延伸,瓦斯、水、冲击地压等单一灾害风险越来越大,特别是各类灾害相互耦合的复合型灾害逐渐成为煤矿安全治理的“头号难题”。
“早在2017年,煤科院便牵头申请‘煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究’国家重点研发计划,开启复合灾害防控的系统性布局。”中国煤科首席科学家、煤科院安全分院副院长舒龙勇说。
随后的几年时间里,煤矿院不断开展研究分析,并组队到各矿区勘查实际情况,为矿区量身打造了一批先进技术装备。
在监测预警方面,煤科院打造了以震动场监测为核心,融合应力环境、瓦斯参数、水文信息精准感知的多源信息一体化监测技术装备体系。该体系覆盖6大技术方向、10类核心产品,可满足不同场景下多灾害协同防治的风险监测预警需求。
在灾害防治方面,煤科院构建起以透明地质为基础,钻孔媒介为手段,卸—抽—疏—堵为目标的技术集群;研发的水力压裂和顺层钻孔“一孔多用”、井上井下大范围水力压裂、底板卸压巷多功能复用等关键技术,可精准适配不同灾害耦合模式的防控需求。
今年6月,煤科院受山西焦煤集团三交煤矿委托,组建了由中国煤科首席科学家牵头的项目专班,仅用5个月便完成现场勘查、方案论证等全流程筹备工作。
针对该矿瓦斯与水复合灾害的技术和工程风险,项目专班通过“望、闻、问、切”精准“诊断”,根据多年积累的经验和实践效果,为该项目量身定制科学方案。
11月开工以来,该项目不仅为该矿破解灾害难题提供了路径,也为同类型矿井瓦斯与水共治提供了可复制的经验。
煤科院灾害防控团队在三交煤矿开展现场勘察工作
靶向攻坚破解多项难题
近年来,煤科院在多个矿区精准施策,解决了不同类型的灾害耦合难题,交出多份亮眼答卷。
2022年,山西离柳矿区某煤矿北翼221303工作面材料顺槽掘进时,突发迎头裂隙水与瓦斯共涌险情,掘进作业被迫紧急叫停。
“一旦处置失误,涌水淹面或瓦斯超限的后果不堪设想。”该矿通风科科长王政回忆起当时的险情仍心有余悸。
随后,该矿负责人通过咨询,第一时间联系煤科院,寻求帮助。
接到求助后,煤科院瓦斯团队技术骨干宋鑫带队驻矿。起初,他们采用常规的“物探圈域、钻探摸情”方式,因数据与实际裂隙发育范围偏差较大,收效甚微。
“必须把实验室搬到井下,实时监测。”宋鑫当机立断,在井下布设自主研发的水害监测与瓦斯抽采监测系统,同步搭建地面数据平台,对水量、瓦斯浓度、抽采流量等数据进行动态分析。
十余个昼夜攻关后,该团队摸清了“瓦斯—水害”联动规律:钻进涌水异常时,瓦斯涌出会出现滞后波动。
基于这一发现,他们构建起“超前精细探测—连续实时监测—定向钻进反演”的三层次预警研判体系,治水同时采用注气增能技术驱替瓦斯。最终,该巷道不仅未延长治水周期,而且瓦斯抽采效率提升150%,超前2个月完成掘进。
如果说山西离柳矿区这处煤矿遇到的难题是“硬骨头”,那么陕西郭家河煤矿的灾害治理难题,就是更烫手的山芋。
2023年初,郭家河煤矿的灾害治理陷入两难:2308工作面采厚达20米,按冲击地压防治要求需放缓开采速度,但此举会导致离层水积聚;若加快开采,冲击风险又会急剧攀升,瓦斯隐患也随之加剧,“三灾联动”的压力让矿方一筹莫展。
煤科院水环团队骨干李江华带队进驻后,首要任务便是梳理“采前—采中—采后”全流程风险点。
采前,该团队通过资料收集与现场踏勘查明隐蔽致灾因素,针对性开展水、瓦斯、冲击地压“预疏、预抽、预卸”作业,为煤层卸压、顶板疏水、瓦斯预抽筑牢源头防线。采中,他们创新推行“边采边治”模式,依托智能监测系统实现灾害联动预警,曾成功通过启用备用抽排水钻孔、强化离层水治理,化解了一次微震、矿压与水量同步异常的险情。采后,他们及时开展治理效果评价,并凝练技术成果。
自这一创新模式应用以来,郭家河煤矿未出现一起水害险情,同时防治水方案成本大幅降低。
李江华在郭家河煤矿对钻探施工设备进行安全检查
一项项技术成果转化落地
随着一项项技术在煤矿落地,煤科院的多灾协同防控服务从“一矿一策”的定制化方案升级为“体系化输出”的行业赋能。
2024年11月,由煤科院牵头制定的《矿山隐蔽致灾因素普查规范》等3项行业标准正式施行,填补了矿山隐蔽灾害普查的标准空白。
“以前,我们靠经验摸索,现在有标准可循,采空区、瓦斯、水害排查准确率提升40%。”宁夏王洼煤业银洞沟煤矿地测科科长张琨对此深有体会。
目前,这3项标准已被纳入国家强制性标准修订计划,将进一步规范行业隐蔽灾害防控工作。
装备智能化升级同样成效显著。煤科院安全分院灾防中心研发主任苏振国带领团队解决了传统灾害检测设备多、流程繁的难题,将冲击地压钻屑检测与瓦斯参数测定装备深度融合,开发了智能检测系统,实现“钻—采—测—录”一键完成,检测效率提升50%。
近年来,煤科院已在陕西、山西、内蒙古等地落地十余项多灾协同防控项目,累计为煤矿企业减少经济损失超2亿元。
“矿山安全科技进龙江”活动中邓志刚对钻屑法钻机进行产品技术讲解
“‘十五五’期间,我们将持续深化深部复合灾害防治理论与技术研究。”煤科院安全分院院长邓志刚表示,煤科院将聚焦行业重大技术需求,强化智能预警与防控体系建设,打造可复制推广的灾害防治技术装备体系,以“技术—产品—工程”一体化服务,为煤炭行业高质量发展贡献更多科技力量。
供稿:煤科院
编辑:张津营
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