扫码关注
皖北煤电招贤煤矿·微信

招贤矿业:应用分段压裂法防冲技术确保2306工作面安全初采

作者:孔令玉、朱文博   编辑:   文章来源:    发布时间:2023-12-14 14:25:45    您是第0位浏览者

招贤矿业井下地质条件复杂,水、火、瓦斯等灾害均有发育,当前主采的3号煤层构造发育、煤层及其顶底板岩层均具有弱冲击倾向性、煤层开采厚度大,且其相邻矿井在采掘作业过程中发生过多次严重的冲击地压灾害。随着矿井采掘范围增大、开采深度增加,冲击地压凸显为威胁招贤矿安全生产的主要问题。招贤矿业从技术创新上求突破、解难题,通过调研学习,应用了分段压裂法防冲技术,为2306工作面顺利接替并实现安全回采提供保障。

 

水力压裂.jpg

集中攻关破难题

2306工作面作为矿井主采接替工作面,能否顺利初采,事关2024年全矿产量目标,不容有失。为了有效解决冲击地压带来的安全威胁,排除冲击地压造成的矿井风险,确保2306工作面安全初采,招贤矿业领导班子超前谋划,抽调精干力量成立课题攻关组,组织技术攻关,从技术创新上求突破、解难题。课题攻关组从理论和实践两方面入手,研究对比多种防治冲击地压的技术方案,借鉴陕煤集团所属多个矿井治理冲击地压的经验做法,并专门到西安科技大学调研学习防冲相关课题的研究成果和实际应用效果。经过调研,发现目前大多数矿井主要采用井下顶板预裂爆破钻孔技术防治冲击地压,实施这一技术虽然工艺成熟,成本较低,但是存在解危范围小、井下施工条件受限多、工作量大、施工工期长、限员管理制约大、与生产矛盾突出等问题,且与2306工作面的地质条件和回采要求不匹配,无法实现整个工作面范围内及更高层位的上覆坚硬顶板区域性弱化。

课题组果断放弃传统的井下顶板预裂爆破技术方案,攻关适合2306工作面实际、适应长走向、厚煤层、大采高工作面的技术方案。经反复研究,对比论证,筛选甄别,又到中国矿业大学和陕西煤层气公司学习经验成果,最后制定出地面水平井分段压裂技术方案,通过水平井钻井工艺建立地面与井下煤层顶板的通道,对顶板上覆岩层进行水力切割,达到弱化效果,降低工作面回采期间上覆坚硬复合顶板可能带来的地压冲击风险,使顶板能随工作面回采及时垮落,确保2306工作面安全回采。



 

地面水平井分段压裂工艺示意图

该技术方案虽然前期投入成本较高,但对比传统的井下顶板预裂爆破技术方案,优势较为明显。不仅施工工期短,受地质条件影响小,致裂范围广,与井下生产作业活动不冲突,可实现整个工作面安全高效回采,而且可取消顶板预裂爆破工程,两巷生产班减少作业人员6人,检修班减少装药及相关人员18人,从根本上解决限员管理问题,并可解决使用雷管爆破对生产影响较大、CO越警等问题。并且,2306工作面实施地面水力压裂,压裂范围广,不仅能满足2306工作面回采期间的顶板治理需求,同时能够掩护相邻工作面巷道掘进期间的冲击地压防治。

 

系统会战精施工

该技术方案经过矿领导班子专题会议研究通过,并上报集团公司批准后,招贤矿业立即成立指挥部,制定详细的安全技术措施和周密的施工方案,保证压裂期间井下各项工作能够安全、有序开展,系统调度推进整体施工。为保证压裂施工安全高效进行,招贤矿做实做细施工前期的准备工作,根据钻孔位置和施工时间节点,在井下精准布置6台微震监测设备,实时动态监控岩层和矿压变化;对压裂期间的设备管理、现场警戒、巷道巡查、钻孔封堵、应急处置等都制定了细致的方案,并进行充分的模拟演练;从指挥部到各专业部门,形成了一个反应灵敏、运转高效的压裂工程推进系统,切实保证了施工会战圆满成功。

image005.jpg

 

压裂施工现场

9月4日招贤矿业2306工作面地面水力压裂工程01号钻孔顺利开钻;11月8日2306工作面地面水平井分段高压水致裂厚层顶板防冲项目正式开工,顺利实施了首次地面水力压裂施工,各项安全技术参数均符合预期效果。目前,招贤矿业正按照既定方案有条不紊地推进压裂施工,预计将于12月28日完成全部工程量,为2306工作面顺利接替、安全回采奠定基础。

万物得其本者生,百事得其道者成。招贤矿业积极践行集团公司倡导的高质量发展理念,始终重视科技创新,持续加大科技投入,用技术创新、工艺创新、管理创新破解制约矿井发展的难题,不断筑牢安全基础,提高生产效率,降低经营成本,谋取职工福利,为企业发展注入新活力,让广大职工真正圆好日子梦想。