煤炭人訊：8月11日，由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司沈陽研究院自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首套松軟煤層氣體定向鉆進(jìn)用高壓制氮排渣裝置在山西天地王坡煤業(yè)有限公司3304運(yùn)輸順槽順利完成工業(yè)性試驗(yàn)，配合大功率定向鉆進(jìn)裝備完成了瓦斯抽采鉆孔4個(gè)，最大鉆孔深度437m，平均鉆孔深度312m。試驗(yàn)通過改變鉆進(jìn)裝備的鉆孔排渣工藝，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了壓縮氮?dú)廨o助鉆進(jìn)排渣，減少了鉆具對(duì)煤體的破壞，復(fù)合鉆進(jìn)方式提高了鉆進(jìn)排渣效率，解決了松軟煤層長(zhǎng)距離定向鉆進(jìn)易卡鉆、易塌孔、深孔鉆進(jìn)困難等技術(shù)難題，為我國(guó)松軟煤層瓦斯治理鉆孔工藝提供了有效的技術(shù)保障。
在煤炭開采過程中，千米鉆機(jī)施工巖層或硬質(zhì)煤層效果較好，鉆孔長(zhǎng)度可達(dá)千米距離，但對(duì)于松軟煤層長(zhǎng)距離鉆孔施工難度卻較大。究其原因：一是松軟煤層煤體自身力學(xué)性質(zhì)較差，受鉆頭鉆進(jìn)擾動(dòng)影響，孔壁煤體易發(fā)生破碎堵孔或卡鉆等現(xiàn)象。二是壓風(fēng)供水排渣過程中，水流對(duì)孔壁煤體產(chǎn)生一定的侵蝕和沖刷，進(jìn)一步降低了煤粒間摩擦系數(shù)，破壞煤體內(nèi)原有結(jié)構(gòu)，煤體強(qiáng)度降低導(dǎo)致塌孔。另外，壓風(fēng)打鉆方式還存在鉆孔著火的風(fēng)險(xiǎn)，施工安全隱患較大。
沈陽研究院針對(duì)以上松軟煤層長(zhǎng)距離鉆孔施工難題，歷時(shí)兩年多時(shí)間，成功研制出國(guó)內(nèi)首套煤礦用超高壓膜分離制氮裝備，出口壓力1.5~2.0MPa可調(diào)，產(chǎn)氣量可達(dá)900m3/h，制氮效率高，壓力損失小，適合長(zhǎng)距離輸送。與傳統(tǒng)的制氮裝置相比，具有氮?dú)廨敵鰤毫Ω叩募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)；與原有的供水、供風(fēng)輔助鉆進(jìn)排渣工藝相比，采用惰性氣體防火效果更好，施工過程更安全可靠。適用于煤礦井下松軟煤層定向鉆進(jìn)中輔助氮?dú)馀旁@孔施工防自燃發(fā)火，有效保障松軟煤層鉆孔施工安全。
本次高壓制氮排渣裝備在天地王坡煤礦試驗(yàn)成功，標(biāo)志著沈陽研究院在配套松軟煤層連續(xù)鉆進(jìn)工藝技術(shù)方面取得了新突破，開創(chuàng)了惰性氣體輔助鉆孔施工工藝先例，其在煤礦瓦斯鉆孔抽采領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，必將大大提升煤層氣抽采鉆孔施工效率，為煤礦安全生產(chǎn)提供有力技術(shù)支撐和保障。
