煤田地质与勘探

作者：杨百舸, 张军胜, 令狐建设, 曹运兴,

关键词：煤矿瓦斯治理, 突出煤层, CO₂气相压裂, 快速掘进, 新元煤矿,

我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重影响煤矿安全生产。尽管近10年来这一灾害事故大幅度减少，但恶性事故依然发生，给矿工生命和煤矿安全生产造成严重损失。国内外现阶段的防治瓦斯突出技术，如水力压裂、水力割缝、水力冲孔、深孔爆破、密集钻孔等，不同程度地解决了防突安全掘进，但对于一些高瓦斯低渗透突出煤层，上述技术还难以从根本上解决消突安全快速掘进。所以，防突技术仍然是我国煤炭领域亟待攻关的重大科技难题。选取山西寿阳县新元煤矿31002工作面为试验案例，介绍CO2气相压裂技术方法，并探讨其防突掘进效果。新元煤矿开采的山西组3号煤层为低渗透突出煤层，前期主要采用密集钻孔预抽瓦斯防突措施，抽采达标时间长，掘进速度慢。高效抽采瓦斯，防止煤与瓦斯突出，保障煤巷安全快速掘进，是新元煤矿安全高效生产的重大技术难题。在新元矿采取的气相压裂措施概况如下：在掘进工作面前方实施双钻孔气相压裂；完成9个瓦斯抽采钻孔以覆盖巷道两侧各15 m安全范围；全部11个钻孔联网抽采3~5 d，防突参数K1值达标后恢复掘进。试验数据表明，气相压裂抽采防突技术措施的强化抽采效果显著，抽采效率大幅度提高，煤炮等动力现象减少，K1值降低，掘进割煤时巷道瓦斯浓度得以降低和均化，保障了连续安全掘进。实践证明，CO2气相压裂技术能够实现连续安全快速掘进理技术，在全国类似瓦斯地质条件煤矿中具有推广应用意义。

来源：2021年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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