8月11日，由中國煤炭科工集團有限公司沈陽研究院自主研發(fā)的國內(nèi)首套松軟煤層氣體定向鉆進用高壓制氮排渣裝置在山西天地王坡煤業(yè)有限公司3304運輸順槽順利完成工業(yè)性試驗，配合大功率定向鉆進裝備完成了瓦斯抽采鉆孔4個，最大鉆孔深度437m，平均鉆孔深度312m。試驗通過改變鉆進裝備的鉆孔排渣工藝，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了壓縮氮氣輔助鉆進排渣，減少了鉆具對煤體的破壞，復(fù)合鉆進方式提高了鉆進排渣效率，解決了松軟煤層長距離定向鉆進易卡鉆、易塌孔、深孔鉆進困難等技術(shù)難題，為我國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，千米鉆機施工巖層或硬質(zhì)煤層效果較好，鉆孔長度可達千米距離，但對于松軟煤層長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，受鉆頭鉆進擾動影響，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，水流對孔壁煤體產(chǎn)生一定的侵蝕和沖刷，進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，施工安全隱患較大。

  沈陽研究院針對以上松軟煤層長距離鉆孔施工難題，歷時兩年多時間，成功研制出國內(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900m3/h，制氮效率高，壓力損失小，適合長距離輸送。與傳統(tǒng)的制氮裝置相比，具有氮氣輸出壓力高的技術(shù)優(yōu)勢；與原有的供水、供風(fēng)輔助鉆進排渣工藝相比，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中輔助氮氣排渣，鉆孔施工防自燃發(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成功，標(biāo)志著沈陽研究院在配套松軟煤層連續(xù)鉆進工藝技術(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。

來源：中國煤炭工業(yè)集團