寻突破补齐短板 聚合力克难攻坚

近日，山东首个矿山瓦斯灾害防治工程研究中心在山东省煤田地质局落地，标志着山东省在煤矿瓦斯灾害治理和利用技术工程化系统化研究方面迈出了关键性一步。作为全省地勘单位唯一的瓦斯治理专业队伍，该中心具有丰富的工程技术经验，完成了多项理论与技术攻关，在矿井瓦斯防治方面走在了全省前列。

组建“攻坚队” 打破地方瓦斯治理钻探效率纪录

当前，全国煤矿高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井约占一半，随着煤炭开采总量的增加，高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井被迫开采，开采深度不断增大，华东地区平均开采深度达到650米，且以每年20~50米的速度下延，危险系数上升，需要瓦斯治理的矿井不断增加，瓦斯治理工程需求量急速增长。

2018年，山东省矿山瓦斯灾害防治工程研究中心涉足井下底抽巷穿层钻孔瓦斯治理项目。钻孔密度大、效率要求高对工程施工是一个巨大的考验，冲孔卸煤、分段封孔对中心而言均是从未接触的新技术，施工时时刻注意瓦斯浓度不超限、全过程视频验收等对工人素质均有较高要求。面对困难，该中心召开“三重一大”会议，统一思想，明确了克服一切困难迎头赶上的目标，委派专业扎实、真抓实干的年轻干部挂帅，组建了全队最大、专业最齐全的项目经理部，切实解决项目中遇到的难题。该中心经过对施工场地及市场的调研，在项目所在矿井未有先例的情况下，提出引进具有角度自动调整功能的自走式全液压履带钻机的想法并付诸行动，避免了钻机频繁调整的问题，使钻机平均台效达到3500米/月，远超当地2000米/月的平均台效，单台钻机最高效率更是创造了5240米/月的纪录，打破了当地瓦斯治理钻探效率纪录，走在了全国前列。

专注“小革新” 多项新技术在行业推广

在项目推进过程中，山东省矿山瓦斯灾害防治工程研究中心不断追求一流品质，成立了施工工艺研究小组。

——针对项目所在地松散煤层坚固性系数低、渗透率低、易塌孔等情况，首次采用钻冲一体化装置，使用静压水施工钻孔，施工结束后直接加压打开冲孔阀门，从孔底卸煤，减少了作业工序，提高了施工效率和成孔率。

——针对“两堵两注”工艺程序繁琐、小倾角钻孔效果相对较差的问题，创新性地将“两堵两注”封孔技术拓展成了“两堵两注”“两堵一注”“一堵一注”系列封孔技术，节省了材料投入，并根据钻孔实际情况选择不同的封孔工艺，既提高了封孔成功率和封孔效果，又将封孔时间和费用减少了一半，单孔浓度、抽采流量明显提升，钻孔有效抽采时间大大延长。

——针对“高压、大流量冲洗钻孔卸煤”模式卸煤量太大、煤的清运严重制约整体效率的情况，大胆革新传统技术，首次采用“高压水力割缝”增大抽采半径的办法，增透效果和整体治理效率均得到明显提高。

——针对孔口防喷装置效果相对偏差，煤水泄漏现象明显，便携仪指数偏高的问题，经多次研究改进，在装置中加装了橡胶材质的软质梳妆挡板，既能阻拦孔内煤水泄漏，又不影响钻杆转动，加之对装置固定方式、卸煤及抽气口径的改变，最终形成了效果良好的孔口防喷装置。

——针对正常钻进施工用水和瓦斯煤样采取时用风的问题，在钻机水尾后加装了“风水三通”，能够迅速地完成风水动力转换。

——针对孔内卸煤需称重计量的问题，多次革新滤煤计量箱。

正是这一项又一项革新，夯实了该中心瓦斯治理能力的根基，多项技术革新在行业内得到推广。

组团“破瓶颈” 强强联合开展关键技术攻关

2019年，山东省矿山瓦斯灾害防治工程研究中心组建了“煤矿瓦斯治理”创新团队，与高校、科研院所及相关制造企业积极合作，开展煤矿瓦斯治理相关科技攻关工作。

——由于井下穿层钻孔瓦斯治理项目钻孔密度大，加之卸煤造穴，导致钻孔内排出煤岩粉量巨大，煤岩粉的清运压力极大，如不能及时排出，会严重制约钻孔的施工进度。为解决这一难题，该中心首次提出固相物质转化为固液混合相物质进行管道输送的想法，与山东祥德机电有限公司合作，最终将这一想法成功转变为具有自主知识产权的矿用管道压力输送系统，实现了煤岩粉的自动化清运工作。

——由于水力冲孔时间较长，施工效率相对较低，为探索高效的增透造穴方法，该中心与山东祥德机电有限公司合作，研发出超高压水力割缝、机械水力联动造穴等先进的技术与装备。

——为提高对工作区瓦斯基础特性的认识，辅助工程更好地进行，该中心与中国矿业大学安全工程学院合作，开展高瓦斯突出煤层瓦斯赋存规律与突出指标及抽采关键技术研究。

——为优化工程整体设计，该中心与河南理工大学合作开展瓦斯抽采影响半径试验，准确测定了工作区煤层瓦斯抽采影响半径，为工作区达标评判提供了理论支撑。

争当“排头兵” 推进矿井瓦斯灾害防治技术走在前

山东省矿山瓦斯灾害防治工程研究中心多年来一直扎根瓦斯防治工程一线，以精益求精的精神和脚踏实地的作风不断强化根基，以创新引领发展。其中，具有自主知识产权的矿用管道压力输送系统、机械水力联动造穴装置申报发明专利2项、实用新型专利2项，超高压水力割缝装置申报实用新型专利3项，发表SCI论文3篇，中文核心期刊论文2篇，另有孔口防喷装置、翻斗式滤煤计量箱等4项小发明获局科技成果奖。

未来，该中心将围绕煤矿安全生产的重大需求，坚持目标导向，充分发挥公益职能，培养高水平的煤矿安全工程技术与管理人才，深入开展低渗煤层增透、煤与瓦斯共采技术、矿井安全监测及监控技术、瓦斯灾害预警技术等瓦斯防治新技术的创新产业化、自动化、集成化研究，推动科技成果转化为现实生产力，不断提高科技成果转化能力和转化效率，积极创造具有国内先进水平的瓦斯治理技术体系。