智擒井下“猛虎”——潞安工程公司矿建分公司实施气相压裂增透瓦斯治理工程纪实

　　2017年4月26日，贵州六盘水盘江集团的客人不远千里，来到潞安工程公司矿建分公司调研取经。他们瞄准的是矿建分公司已经熟练运用于井下施工的气相压裂增透瓦斯治理技术。随着井下采掘面不断向纵深延伸，如何解决高瓦斯矿井和低瓦斯矿井高瓦斯区域的瓦斯抽采难题，成为制约很多煤矿生产发展的瓶颈，而气相压裂技术以其在掘进工作面消突、回采工作面煤层增透强抽采和弱化坚硬顶板安全放顶三个方面的成效，取得了业界的关注和认可。

道阻且长  不移求变之志

　　作为工程公司矿建分公司的王牌技术，气相压裂增透瓦斯治理项目自2012年开始筹备，由工程公司与集团瓦斯研究院、河南理工大学合作研发，迄今为止，已经在集团进行了900余次压裂施工，治理巷道近72000余米。《气相压裂低渗煤层瓦斯综合治理关键技术研究与应用》获2015年度中国煤炭协会科学技术奖特等奖，并为鉴定为“具有国际领先水平”。

　　就气相压裂增透瓦斯治理技术而言，无论是它获得的荣誉和光环，还是应用于生产后带来的经济效益，都是为人所称道的，但矿建分公司并没有在成绩面前止步，他们探索的步伐也不能就此止步。

　　在中国煤炭工业“十三五”发展的新篇章里，由潞安工程公司、高河能源、河南理工共同承担的“井下长钻孔气相压裂增透煤层气高效抽采示范工程”属“山西重点煤矿区煤层气与煤炭协调开发示范工程“，被列为“十三五”国家重大科技专项。这是对这项技术的充分肯定，也是对矿建分公司的鞭策。

　　怎么突破瓶颈，将技术引领至更成熟的境界，成为他们牵挂在心头、落实在现场的主要任务。2013年至2016年施工期间，矿建分公司所用的起爆方式为外置分支线路敷设法，也就是将分支线覆在压裂杆上，再用绝缘胶带和纤维胶带进行固定。这种方法虽然能基本满足井下施工需要，但极易造成分支线磨断，继而导致压裂杆拒爆。如果是井下长钻孔压裂施工，传统的外置分支线路敷设法就更显得捉襟见肘。在这种情况下，2016年下半年，矿建分公司气相压裂研究工作室开始进行器材内置线技术研发，就是将全部连接线路内置于压裂杆内，依靠压裂杆端部顶针导通。为了实现压裂杆内置线的目标，他们先后改良了加热器、爆破片、充气头、释放头、加长杆。

　　过程波折，工作艰辛，光是爆破片改良就破费了一番周折。将连接线内置于压裂杆中，内部线路必须与杆体彻底绝缘。起初，他们在不破坏爆破片的前提下，在爆破片上加装了热缩管作为绝缘保护套，并在爆破片两侧焊上线路连接点，以保证线路的连接和传递，但由于绝缘层较薄，所以在压裂杆充装过程中绝缘失效现象时有发生。为了找到更好的绝缘材料，工作人员先后尝试用黑钢纸、尼龙、PE等多种材料进行包覆。一次次遭遇失败，一次次从头开始，随着研究的深入及试验材料的扩大，他们最终找到了绝缘性及抗延展性极佳的环氧树脂作为爆破片的绝缘材料，从而极大提高了内置线爆破片的绝缘稳定性。

　　“4月4日，我们在地面上完成了单孔36根连接起爆试验，4月8日已经交付了余吾煤矿。”矿建分公司气相压裂研究工作室主任陈二亮介绍。实践证明，内置线技术被运用于气相压裂后，克服了分支线易磨断、铺设起爆线路耗时长等缺点，具有明显的技术优势和效益 优势。

关山重重，不变攻坚之心

　　随着工程公司矿建分公司瓦斯抽采钻孔业务的延伸和推进，气相压裂增透瓦斯治理技术被广泛应用于高河矿、屯留矿、常村矿等矿井。从技术研发到应用施工，再到在实践中不断调整优化，一路走来，矿建分公司打赢一场场攻坚硬仗，锻炼出一个个骁勇善战的“钢铁战士”。陈二亮带领瓦斯研究小组为了攻破一些技术难题，经常不分寒暑地在野外作业，夏天皮肤常被晒伤，到了冬天，手被冻得皲裂，满是血口子。矿建分公司总经理连秀峰现在回忆起那双手，语气中还满是心疼和自豪。而正是不分昼夜的刻苦钻研、寒来暑往的辛苦作业，使他练就了一手好技术，积累了丰富的瓦斯抽采经验，也练就了一个思维缜密的头脑。以他为代表的气相压裂工作室工作人员，敢打敢拼，攻坚克难，为气相压裂增透瓦斯治理技术从立项，到初步实施，到日臻成熟，立下了汗马功劳。举个代表性的施工例子，能窥见矿建分公司在瓦斯治理上迈出的坚定步伐。

　　——2013年6月，矿建分公司开始将气象压裂瓦斯治理研发成果运用与矿井瓦斯治理，井下爆破试验包括井上编制方案、井下调试、输设备、组织试验四个环节，但当时研发人员只有3个，人手严重不足。为了掌握在不同煤层中的施工经验，他们加班加点，连班作业，努力克服工作量大、作业环境恶劣等困难，在李村矿井下成功进行了爆破试验，获得了矿上的认可，打赢了第一仗，坚定了自信心。

　　——2016年5月，矿建分公司在五阳煤矿南岭进风立井进行气相压裂作业。在瓦斯含量和瓦斯压力指标双高的情况下，他们先后克服了井筒淋水、人力拉拔及连班作业等重重困难，成功完成施工任务。事实证明，气相压裂后压裂孔瓦斯浓度及纯量明显高于普通钻孔，瓦斯抽采率及最大残余瓦斯压力都符合要求，保证了南岭进风井成功揭煤。

　　矿建分公司要在不同的煤矿施工，而不同的矿井有不同的地质条件，要在复杂多变的生产条件下施工，并取得良好的压裂效果，就得随时根据钻孔需要，改造设备，完善工艺。2016年矿建分公司屯留项目部在屯留矿底抽巷作业时就遇到了一个难题。底抽巷巷道只有3米多宽，而钻机的长度就有3米8，摆在他们眼前的任务就是改造钻机。他们通过缩小钻机的底座和跑道，将钻机长度改装为1米7 ，同时，加高支撑杆，以利于在打钻过程中调节钻杆角度。施工了一段时间后，他们又发现因为跑道距离底座比较高，作业压力过大，螺丝承受不住，导致钻机的主支撑经常损坏，根据这种情况，他们安装了斜拉杆，减少了主支撑的承压力，提高了设备的使用效率。通过设备与井下条件的多番磨合，钻孔施工越来越顺畅，气相压裂效果也越来越好。坚持创新驱动，气相压裂增透瓦斯治理技术在施工实践中不断优化，获得了持久的生命力，矿建分公司也在气相压裂工程施工中壮大了成长的羽翼，蓄积了发展的动能。

（文/图 郭艳霞 闫霞） 

责任编辑：郭敏