余吾煤业：实施集团第一口地面U型井抽采工程 打造瓦斯综合治理“第一品牌”

近年来，余吾煤业不断探索、研究、试验瓦斯治理新技术、新工艺，坚持“应抽尽抽、以用促抽、抽采达标”原则，实施集团第一口地面U型井抽采工程，推动瓦斯抽采关键技术取得新突破，确保瓦斯高效抽采、高效利用。

直面难题 先行先试

开发研究新型适用瓦斯治理技术迫在眉睫。该公司积极开拓瓦斯治理思路，推进地面U型瓦斯抽采井施工技术，在地面对煤体进行提前预抽，超前卸压煤体瓦斯，解决了矿井存在的瓦斯治理难题。

实践证明，从地面抽采瓦斯是治理矿井瓦斯灾害的有效途径。采用垂直压裂井方式虽然获得较好的抽采效果，但存在抽采时间长、影响范围偏小、外围工程量大等缺陷，急需探索一套高效、安全抽采煤层瓦斯新技术、新方法，服务矿井安全生产。

为提高地面井单井产气量，该公司与集团瓦斯研究院、金源煤层气公司、中煤科工西安院煤化所积极开展技术论证和实施方案研究，在集团首次创新性提出利用U型井分段压裂技术抽采瓦斯，即地面抽采井沿煤层顶板钻进水平井、向下定向射孔和分段压裂的抽采模式，最终实现碎软低渗煤层的地面瓦斯高效抽采技术突破。

“U型井是余吾煤业第一口地面瓦斯定向抽采井，也是集团第一口实验井，对应井下北二采区，服务于井下N2207、N2208两个综采工作面，2019年3月开钻，6月顺利贯通，11月正式进入排采。目前，U型井运行平稳，日产气量已突破8600方，达到国内领先水平。与之前抽采技术相比，U型井实现了采前、采中、采后和井上井下全覆盖立体化抽采，达到事半功倍的抽采效果。”抽采科科长张羽说。

超越常规 高效抽采

与常规直井相比，该公司地面U型井抽采效果具有“大、多、快”等特点，为井下安全生产及减少井下瓦斯治理工作量提供了有力支持。

——“大”，U型井煤体压裂有效覆盖范围大。1组U型井煤体压裂有效覆盖范围为134万吨，1口常规直井煤体压裂有效覆盖范围为26.8万吨，即1组U型井压裂有效覆盖范围相当于5口常规直井。

——“多”，U型井产气量多。1组U型井日均产气量为6700立方米，1口常规直井日产气量为350立方米，5口直井日产气量为1750立方米，即U型井产气量为5口常规直井的3.8倍。

——“快”，U型井排采让吨煤瓦斯含量下降快。根据类比、模拟预测，1组U型井平均年产气量为100×104立方米，排采区域吨煤瓦斯含量每年可降低0.75立方米/吨。1口常规直井年抽采量12.8×104立方米，排采区域吨煤瓦斯含量每年可降低0.48立方米/吨。

与此同时，该公司地面U型井抽采瓦斯浓度在95%以上，达到了天然气二类标准，可直接利用，燃烧后几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

“地面U型井能够节省施工成本，地面井一般服务年限为5年，经预算，1组U型井瓦斯抽采量，同一区域需要布置8口直井才能达到同等的抽采效果，但是8口直井的施工费用远超1组U型井的施工费用。”张羽向记者介绍。

一井多用 未来可期

该公司加快建设地面U型井进行瓦斯抽采，可以实现“以孔代巷”“一孔多用”，为瓦斯抽采精益化管理蹚出一条特色新路。

此前，治理瓦斯普遍采用井下钻孔瓦斯预抽的方法，这种方法存在工程量大、施工难、成本高、抽采时间长等问题。现在，U型井可以提前对煤体瓦斯进行抽采，有效降低影响范围内煤层中的瓦斯压力与含量，减少瓦斯预抽时间和本煤层钻孔数量和未来采煤的瓦斯治理难度和治理中潜在的安全风险，实现“一孔多用”。不但克服了水平井在煤层中钻进难以成孔和钻井、固井中的储层污染等难题，而且解决了碎软煤层压裂效果差的问题。

同时，该公司地面U型井分段压裂后，改善了煤层及顶板渗透性，通过地面高效抽采，可实现煤矿瓦斯超前治理，大幅减少井下底抽巷，降低瓦斯治理投入。在地面U型井产水量、产气量衰竭后，还将尝试负压抽采，在一定程度上代替高抽巷，实现“以孔代巷”，为井下接替抽采创造了良好条件。

道阻且长，行则将至。余吾煤业将持续发力，探索矿井条带瓦斯高效预抽消突、瓦斯灾害防治和煤层气规模化开发等前沿技术，打造集团瓦斯综合治理“第一品牌”，为集团瓦斯综合治理输出“余吾样本”。

（文 杨利军  刘明星）

责任编辑：崔婷婷