山东局一队深耕瓦斯治理9年 地下煤海筑“通途”

在地下煤海中，瓦斯无处不在。它既是潜伏煤矿的“头号杀手”，也是束缚产能的枷锁。山东省煤田地质局一队以机械与水力协同作业破局——边切割、边冲水，在煤层内部构建起稳定通畅的瓦斯运移通道，实现高效抽采，从源头化解了突出风险。

凭借这一技术突破，该队牵头完成的“高应力环境分异煤层水力-机械协同改造增流关键技术及装备”项目荣获2025年度山东省科学技术进步奖二等奖，标志着该技术成果获得权威认可。

破壁：向“三软”地层要规整通道

该项技术的研发始于2018年。

当时，一队初入河南新郑赵家寨煤矿，面临着一道困扰行业多年的技术难题：该矿属于典型“三软”地层，煤层软硬分布不均，采用传统水力冲孔工艺卸煤增流后，成孔断面参差不齐、孔径忽大忽小，抽采期间频繁发生局部垮塌和喷孔事故，不仅瓦斯抽采浓度低、衰减周期短，更直接导致采掘接替频频断档。

“成孔必须规整、可控，不能凭水‘随性’冲。”一队瓦斯灾害防治部负责人韩言宁道出了破题关键。从此，该队开始了3年的反复论证与现场试验。攻坚期间，队员日均井下作业超8小时，在30摄氏度以上的环境中持续奋战。

2021年，一队联合中国矿业大学及设备厂商，成功研发出“机械水力联动造穴新技术”。该技术的核心在于钻杆前端集成了一套可伸缩的机械切割装置，钻杆抵达煤层预定工作位置后，刀臂精准展开，通过高压水打开机械刀臂，对煤体进行强制、规整的旋切作业，同步辅以12兆帕以上的高压水力冲刷，将切割的碎煤即时带出孔外。机械切割保证了空腔边界的规则与对称，水力冲刷则负责清渣与扩径，二者协同作业，最终形成直径约700毫米、截面均匀且轮廓清晰的圆柱形孔洞，为后续瓦斯抽采提供了稳定、通畅的人造通道。

通途：圆柱空腔成为“高速路”

相较于以前的“糖葫芦”孔，如今的规整孔洞受力均匀、结构稳定，不易塌孔、堵孔，抽采管路得以安稳“入住”，实现长期持续抽采。更重要的是，大尺寸圆柱空腔大幅增加了瓦斯涌出量，相当于为煤层内部瓦斯流动修建了一条宽敞的“高速路”。数据显示，与传统机械造穴工艺相比，新技术卸煤量提升1至2倍，瓦斯抽采浓度和抽采总量均提升2至3倍，瓦斯消突周期缩短30%。

效率的提升更直接转化为产能红利。以往工作面接替常因瓦斯治理不达标而停工等待，如今整体施工效率提升50%以上，治理工期缩短约15%，原煤产量稳中有升。同时，一队配套研发的新型防喷装置与壁后注浆工艺，将初始漏气率降低约15%，实现了施工及回采全流程安全生产零事故。

深耕：2亿元背后的“闭环密码”

截至目前，一队在河南新郑、永城等地累计施工井下钻孔2万余个，进尺超80万米，抽采瓦斯纯量超2000万立方米，通过治理解放高瓦斯煤炭资源2000余万吨，承揽此类项目合同额超2亿元。

依托该类项目，一队成功获批山东省首个矿山瓦斯灾害防治省级工程研究中心。该队开展开放项目课题8项，发表高水平论文20余篇，两项研究成果分别达到国际领先、国际先进水平，参与编制《煤层穿层钻孔水力冲孔技术规范》《地面钻井扩孔增抽卸压瓦斯技术规范》两项国家能源行业标准。主持完成的“‘三软’突出煤层机械-水力联合‘造穴-割缝’协同卸压增透关键技术及装备”项目获中国职业安全健康协会科技进步奖一等奖，参与完成的“煤层瓦斯含量负压定点取样技术装备及应用”项目获中国发明协会发明创业奖二等奖，完成的“单一低透煤层机械水力联动造穴-深孔松动爆破耦合增透技术研究与应用”项目获省矿业协会地球科学技术奖二等奖。

远望：向清洁能源疆域延伸

一队队长陶会林表示，团队正从三个维度布局未来。

向智能化与资源化迈进。攻关瓦斯抽采智能化管控平台，实现钻孔施工、抽采数据、浓度监测远程可视化与智能决策；延伸产业链，将高浓度瓦斯用于发电或民用燃气，对低浓度瓦斯配套专用系统进行能量转化，让隐患气体变废为宝。

向深部灾害防治进军。随着浅部资源枯竭，开采向深部延伸，高地应力、高瓦斯压力、低渗透性挑战加剧，依托省级工程研究中心，团队已超前布局深部煤层瓦斯治理关键技术，抢占技术制高点。

向跨行业拓展。将瓦斯治理的核心技术链应用到煤层气勘探开发、页岩气储层改造、矿井热能综合利用等领域。

陶会林说：“我们有信心将这条‘通路’从煤海深处延伸至更广阔的清洁能源疆域。”

9年，从河南新郑起步，一条煤海“通途”越修越宽。它不仅疏通了瓦斯涌出的物理通道，更打通了煤矿安全、产能释放与清洁利用的价值链路。