一組數(shù)據(jù)——截至今年10月底，華陽集團(tuán)公司應(yīng)用千米鉆機(jī)累計(jì)完成93個(gè)鉆孔，鉆尺量達(dá)51918米，主孔深度500米以上的占52.69%；抽采量累計(jì)達(dá)419.05萬立方米，平均百米鉆尺抽采效率為0.0735立方米/分，是普通順層預(yù)抽鉆孔的3倍。　　

兩個(gè)紀(jì)錄——?dú)鈩?dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)工藝單孔鉆進(jìn)深度達(dá)607米，刷新全國紀(jì)錄；碎軟煤層定向鉆進(jìn)套銑打撈深度504米，創(chuàng)全國紀(jì)錄。

三項(xiàng)突破——3天完成進(jìn)尺501米，創(chuàng)集團(tuán)最快單孔施工紀(jì)錄；單班鉆進(jìn)進(jìn)尺達(dá)102米，單班進(jìn)尺首次破百；單月完成進(jìn)尺2004米，首次突破單月2000米。

去年以來，隨著井下不斷的攻關(guān)實(shí)踐，千米鉆機(jī)在華陽集團(tuán)的應(yīng)用從探索逐步走向成熟，為全國碎軟煤層瓦斯區(qū)域治理提供了“華陽方案”。

研發(fā)治理瓦斯的“利器”

高產(chǎn)高效是煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，而瓦斯治理是制約高產(chǎn)高效的首要難題。瓦斯抽得好，不僅能從源頭上治理瓦斯，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，更是保障生產(chǎn)銜接、最大限度挖掘生產(chǎn)潛能的根本前提。　　

多年來，華陽集團(tuán)公司一直致力于探索解決瓦斯治理難題，開展了大量創(chuàng)新性研究。隨著煤礦智能化建設(shè)深入推進(jìn)，煤炭開采技術(shù)水平持續(xù)提升，現(xiàn)有的瓦斯治理技術(shù)手段和不斷提高的煤炭開采效率，讓“抽掘采”不平衡的矛盾愈發(fā)突出——抽得慢、采得快，高產(chǎn)高效如何保證？

從2008年首臺國產(chǎn)千米定向鉆機(jī)研制成功開始，全國煤礦逐步開啟了千米鉆機(jī)用于瓦斯超前探放的應(yīng)用研究。充分的實(shí)踐證明，千米鉆機(jī)有著定得準(zhǔn)、打得深、抽得出，打鉆孔量少、抽采效率高、抽采范圍廣等優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)礦井3年至5年大區(qū)域超前瓦斯治理，有效解決工作面預(yù)抽時(shí)間短、生產(chǎn)銜接緊張等難題，成為煤礦瓦斯精準(zhǔn)治理、地質(zhì)構(gòu)造精細(xì)探查的有效手段。

為保證安全生產(chǎn)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“抽掘采”平衡，華陽集團(tuán)公司成立千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班，圍繞“定得準(zhǔn)、打得深、抽得出”目標(biāo)，堅(jiān)持“一礦一策、一面一策”，采用“鉆—沖”一體化、氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)兩種工藝，在二礦、新景公司、開元公司、平舒公司4座煤礦11個(gè)作業(yè)地點(diǎn)，全面推進(jìn)千米鉆機(jī)應(yīng)用，解決瓦斯抽采難題。去年7月，隨著首臺ZYL17000D型千米定向鉆機(jī)落戶平舒公司15304回風(fēng)順槽施鉆現(xiàn)場，華陽集團(tuán)公司千米鉆機(jī)應(yīng)用就此展開。

在探索中“破冰”前行

在千里煤海，千米鉆機(jī)百樣玲瓏，指哪打哪。它像“千里眼”，對厚厚的煤層一探究竟，更像吸力巨大的抽氣泵，對深埋在煤層中的瓦斯應(yīng)抽盡抽。但如何用好這個(gè)“大家伙”，成為千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班必須攻克的難題。　　

華陽集團(tuán)公司所屬生產(chǎn)礦井開采煤層屬于沁水煤田，瓦斯賦存條件復(fù)雜、地質(zhì)構(gòu)造多，是碎軟低滲突出難抽采煤層。煤層瓦斯含量大、透氣性較低、堅(jiān)固性差，這讓千米鉆機(jī)應(yīng)用頻頻受挫。

早在多年前，華陽集團(tuán)就率先應(yīng)用千米鉆機(jī)，但實(shí)際施工過程卻困難重重，鉆孔成孔率受構(gòu)造影響，經(jīng)常出現(xiàn)塌孔、卡鉆等現(xiàn)象，不得不暫時(shí)擱置。去年三季度，華陽集團(tuán)公司黨委書記、董事長王永革提出，一定要讓千米鉆機(jī)在華陽成功應(yīng)用，成為治理瓦斯的重要技術(shù)手段。

集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)；專班人員深入現(xiàn)場調(diào)研、積極開展技術(shù)攻關(guān)，每周組織召開協(xié)調(diào)例會(huì)及技術(shù)研討會(huì)，交流解決施工難題；各煤礦成立攻堅(jiān)專班、組建專門隊(duì)伍；新宇巖土公司及各施工單位全力配合，誓將千米鉆機(jī)扎根煤礦井下。

“哪怕是技術(shù)先進(jìn)了，千米鉆機(jī)在施工中依然存在塌孔、卡鉆，有時(shí)候因?yàn)榭ㄣ@，一個(gè)月沒有進(jìn)展，有時(shí)候鉆孔打了很長距離發(fā)現(xiàn)方向錯(cuò)誤，塌孔更是家常便飯，但我們必須解決這些難題。”千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班史曉瓊說。

今年4月，新景公司佛洼3號煤軌道巷2號孔打到504米，發(fā)生塌孔卡鉆掉鉆故障，施工停滯。“打撈是解決問題最快的辦法，我們研究打撈方案、測算技術(shù)指標(biāo)，最終用半個(gè)月時(shí)間套銑打撈成功，打撈深度創(chuàng)全國紀(jì)錄。”新景公司通風(fēng)副總工程師郝富強(qiáng)說。

現(xiàn)如今，“鉆—沖”一體化、氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)兩種工藝在集團(tuán)應(yīng)用已趨于穩(wěn)定，但推進(jìn)的過程卻是困難重重。“這兩種工藝在同等碎軟煤層的應(yīng)用沒有太多先例可參考，我們也是摸著石頭過河。”千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班張旭亮說。為此，專班掛圖作戰(zhàn)、精心組織，明確分工、相互配合，通過查論文、閱資料、跑現(xiàn)場、聽報(bào)告，現(xiàn)場調(diào)研、井下蹲守、研究討論，最終一步步刷新紀(jì)錄，“鉆—沖”一體化工藝在同等碎軟煤層條件下達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)工藝成功創(chuàng)造單孔鉆進(jìn)深度607米的國內(nèi)新紀(jì)錄。

技術(shù)應(yīng)用走向成熟

今年7月，氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)工藝單孔鉆進(jìn)深度達(dá)607米，刷新全國最大孔深556米紀(jì)錄；10月，二礦15號煤11區(qū)右回風(fēng)巷2號鉆場實(shí)現(xiàn)單孔、單班、單月“三突破”。　　

從“進(jìn)尺突破”到“效率突破”，推動(dòng)“單班鉆進(jìn)百米”成為“華陽標(biāo)準(zhǔn)”，是集團(tuán)公司千米鉆機(jī)應(yīng)用的大跨越，更充分證明應(yīng)用千米鉆機(jī)根治瓦斯抽采難題的路徑是正確的，對陽泉礦區(qū)碎軟煤層地質(zhì)條件的瓦斯區(qū)域治理新模式具有深遠(yuǎn)意義。

“成績的背后，是對技術(shù)工藝的嚴(yán)格要求，現(xiàn)場管理的精細(xì)要求。”華陽集團(tuán)公司通風(fēng)部副部長、千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班副組長趙喜峰說，“前期我們也走了一些彎路，對地層條件兩眼一抹黑直接打鉆孔，但隨著經(jīng)驗(yàn)的逐步積累，發(fā)現(xiàn)鉆孔軌跡設(shè)計(jì)是整個(gè)千米鉆機(jī)施工的關(guān)鍵，那么，前期對地質(zhì)構(gòu)造的精準(zhǔn)分析就變得尤為重要。”

按照“先探后鉆”和“一鉆孔一設(shè)計(jì)”實(shí)施方案，工作專班先打探測孔，通過千米鉆機(jī)探清構(gòu)造和地層的上下起伏情況，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)鉆孔軌跡，優(yōu)選穩(wěn)定的施鉆位置和層位，保證軌跡平直，為高效鉆進(jìn)奠定基礎(chǔ)。以二礦15號煤11區(qū)2鉆場為例，經(jīng)過前期地質(zhì)分析，鉆進(jìn)軌跡設(shè)計(jì)在煤層中上部的穩(wěn)定層位中，鉆孔傾角設(shè)計(jì)為5度至7度，非常利于鉆進(jìn)時(shí)排水排渣及瓦斯抽采。另外，為保證成孔率和施鉆效果，工作專班因地制宜，選擇最優(yōu)成孔工藝及配套設(shè)備，大力推進(jìn)施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，推動(dòng)千米鉆機(jī)應(yīng)用制度化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

“根據(jù)大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)總結(jié)出，氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)工藝適用于f（煤的固定性系數(shù)）值小于0.4的碎軟煤層，鉆進(jìn)效率比較高；‘鉆—沖’一體化工藝則更適用于f值大于0.4的較硬煤層和巖層中，成孔率較高，抽采效果好。這為我們今后在其他煤礦的應(yīng)用提供了有力指導(dǎo)。”千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班周易杰說。

千米鉆機(jī)應(yīng)用成效顯著

千米鉆機(jī)應(yīng)用成效歸根結(jié)底是瓦斯抽采效果。截至今年10月底，93個(gè)鉆孔累計(jì)完成抽采量419.05萬立方米，平均單孔抽采量4.93萬立方米，平均百米鉆尺抽采效率為0.0735立方米/分，單孔平均抽采濃度為54.6%，最大為92%。　　

從整體數(shù)據(jù)來看，千米鉆機(jī)應(yīng)用成效較為明顯：第一，抽采效率大幅提高，普通順層預(yù)抽鉆孔平均百米抽采量是0.0246立方米/分，千米鉆機(jī)是它的3倍；第二，抽采區(qū)域內(nèi)瓦斯含量大幅下降，以平舒公司15304回風(fēng)巷為例，區(qū)域煤層原始瓦斯含量為15.21立方米/噸，在抽采248天后巷道掘進(jìn)過程中進(jìn)行實(shí)測，前350米瓦斯平均含量0.15%，最高值為0.5%，350到400米為0.7%，符合國家低于0.8%的規(guī)定；第三，“定得準(zhǔn)”的優(yōu)勢能有效消除抽采盲區(qū)，過去總是“偶遇”突出危險(xiǎn)區(qū)，現(xiàn)在定向鉆孔軌跡清晰可控，能主動(dòng)“探索”消除預(yù)抽空白帶。

“千米鉆機(jī)應(yīng)用實(shí)踐中，最大的目的是推進(jìn)大區(qū)域瓦斯超前治理。對此，我們結(jié)合實(shí)際明確了兩個(gè)重要的應(yīng)用方向，一個(gè)是有效解決近煤層瓦斯涌出對開采層采掘影響的問題，另一個(gè)是在底板巖巷利用千米鉆機(jī)進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，實(shí)現(xiàn)大采長工作面瓦斯治理，降低治理成本。”趙喜峰說。

攻克瓦斯治理難題任重道遠(yuǎn)，更要有勇有謀。華陽集團(tuán)提出，下一步，千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班將總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、固化成果，形成千米鉆機(jī)應(yīng)用的“華陽標(biāo)準(zhǔn)”，在集團(tuán)公司其他礦井全面推廣，奮力完成2024年全年千米定向鉆孔鉆尺量不低于12萬米目標(biāo)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)大區(qū)域瓦斯超前治理，助力礦井高產(chǎn)高效，為集團(tuán)公司高質(zhì)量發(fā)展保駕護(hù)航。（記者白雪峰 通訊員武艷紅文/圖）

記者手記

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。

瓦斯治理是保障礦工生命安全、實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，一直以來都是煤礦企業(yè)下大力氣解決的難題。近年來，在瓦斯治理上，創(chuàng)新的力量更加深入骨髓，已成為構(gòu)建瓦斯治理新格局的強(qiáng)大內(nèi)生動(dòng)力。

華陽集團(tuán)成立千米鉆機(jī)應(yīng)用工作專班，把瓦斯治理“難題”當(dāng)成“課題”進(jìn)行專項(xiàng)研究，推進(jìn)千米鉆機(jī)這一瓦斯治理技術(shù)手段在華陽應(yīng)用從探索逐步走向成熟，并創(chuàng)造氣動(dòng)（氮?dú)猓┿@進(jìn)工藝單孔鉆進(jìn)深度607米的國內(nèi)新紀(jì)錄，為全國碎軟煤層瓦斯區(qū)域治理提供了“華陽方案”。這正是華陽集團(tuán)以創(chuàng)新推動(dòng)技術(shù)手段升級，實(shí)現(xiàn)瓦斯治理從“治理”到“智理”，從“治得住”到“治得好”的成功實(shí)踐。

在煤礦智能化建設(shè)進(jìn)入新發(fā)展階段的當(dāng)下，不僅是瓦斯治理等重要環(huán)節(jié)，煤炭產(chǎn)業(yè)鏈從生產(chǎn)到洗選也都需要?jiǎng)?chuàng)新為全產(chǎn)業(yè)鏈提“智”，培育推動(dòng)安全高效生產(chǎn)新的增長點(diǎn)，從而賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新動(dòng)力，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢，為我省高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能。（白雪峰）

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