煤海深处“智”理瓦斯——山东省煤田地质局第一勘探队河南新郑瓦斯治理攻坚纪实

九年间，深耕河南新郑，将每个项目打造成样板工程；

九年间，从无到有，累计合同额突破2亿元；

九年间，成功申报山东省首个矿山瓦斯灾害防治省级工程研究中心，获省部级科技奖3项。以第一完成单位申报的项目《高应力环境分异煤层水力—机械协同改造增流关键技术及装备》获得山东省科学技术进步二等奖。

这，就是山东省煤田地质局第一勘探队（以下简称“一队”）。2018年，该队果断实施战略转型，切入高瓦斯矿井灾害防治领域，凭借煤矿井下防灾领域的技术积淀，实现新密煤田‘三软’碎软煤层瓦斯治理关键技术重大突破，在中原大地擦亮“山东煤田地质”的品牌。

破局：技术攻坚，“痛点”中寻“通点”

瓦斯，即煤层气，一直是威胁煤矿安全生产的“头号大敌”，也是长期制约煤炭行业高质量发展的瓶颈。特别是高瓦斯松软低渗煤层，常用增透工艺治理效率低，抽采周期长，治理难度极大。

难题面前，一队主动担当。2018年，一队开始深耕河南新密地区，转型进入井下瓦斯灾害防治领域。依托深厚的技术积淀与持续的创新探索，成功构建起一套机械-水力联合“造穴－割缝”协同卸压增透强化瓦斯抽采技术体系，并研发出系列配套装备，有效破解了松软低渗煤层瓦斯高效治理的技术难题。 

面对新密煤田松散煤层坚固性系数低、易塌孔等实际困难，一队没有照搬传统经验，而是坚持问题导向，开启了艰苦的技术攻关。“针对‘三软’地层，单纯的水力冲孔或机械造穴效果都不理想。”一队瓦斯灾害防治部负责人韩言宁介绍，“为此，我们创新提出了基于煤层分布和理化特性的分区分段治理模式，并首次研发出机械水力联动造穴新技术。”这一装置堪称“变形金刚”，能够随时切换三种工作模式，机械刀臂展开直径可达500mm，配合12MPa以上的高压水力作用，实际造穴直径可达700mm左右。

数据最有说服力。应用该工艺后，机械刀臂展开时间从原来的1小时缩短至5分钟；小时进尺达2至3米，是传统水力冲孔工艺的3倍；整体施工效率提升50%以上。特别是针对封孔漏气这一行业痛点，团队创新研发的“两堵一注”封孔工艺，使封孔时间和费用减少了一半，封孔成功率达到98%以上。

此外，一队还研制出新型防喷装置，具有固定牢、密封严、腔体大等优点，并针对破碎围岩创新应用壁后注浆技术，使钻孔初始抽采漏气率下降约15%。这一系列“组合拳”，有效破解了松软低渗煤层瓦斯治理的工程技术难题，为后续抽采打下了坚实基础。

突围：市场淬炼，从“跟跑”到“领跑”

技术创新的成效，最终要在市场一线接受检验。2018年至今的九年来，一队坚持技术创新与管理优化双轮驱动，在激烈的市场竞争中实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。

“我们抓住河南省高瓦斯煤矿治理需求旺盛的机遇，充分发挥技术优势，将每个项目都打造成样板工程。”一队分管副队长屈浚星说。从最初单合同不到一千万元，到如今达标项目合同额突破六千万元，该队在井下瓦斯治理领域累计合同总额超2亿元。在河南新郑煤电、永煤集团城郊煤矿等地，累计施工井下钻孔2万余孔，进尺超80万米，卸煤近10万吨，抽采瓦斯纯量超2000万立方米，解放高瓦斯煤炭资源2000余万吨。

在河南省新郑煤电有限责任公司，该技术展现良好的适用性。“山东省煤田地质局第一勘探队在我矿使用机械水力联动造穴施工，对现场钻机台效有明显提高，该装置成孔后不易塌孔，能够实现长期有效抽采。” 该公司副总工程师王富亮评价道。

与传统的机械造穴工艺相比，新技术优势明显：卸煤量提升1-2倍，瓦斯抽采浓度提升2-3倍，瓦斯抽采总量提高2-3倍，消突周期缩短30%。同时，优化后钻孔工程量降低20%-30%，吨煤施工成本降低10%-20%，无效钻孔减少30%，整个治理工期缩短20%。更重要的是，施工及回采全程实现安全生产零事故。

过硬的技术实力催生了丰硕的科研成果。依托“矿山瓦斯灾害防治山东省工程研究中心”这一省级平台，一队与高校、科研院所深度合作，完成了“三软突出煤层机械-水力联合‘造穴-割缝’协同卸压增透关键技术及装备研发”，经专家鉴定达到“国际领先”水平。团队还参与编制了《煤层穿层钻孔水力冲孔技术规范》等两项国家能源行业标准，获山东省科学技术进步二等奖等多项荣誉，发表高水平论文20余篇，授权国家专利10余项。

布局：战略前瞻，从“一隅”向“全域”

九年攻坚克难，九年硕果累累！一队的瓦斯治理模式已在新密推开，并在中原大地叫响。那么，一队下一步在技术迭代和全国市场布局上有什么新的规划？

面对记者的提问，一队队长陶会林介绍：“下一步，我们将重点布局三个方向，推动瓦斯治理向更深层次、更宽领域发展。”

首先，向智能化与资源化进军。当前，一队正在攻关瓦斯抽采智能化管控平台，未来将实现钻孔施工、抽采数据、浓度监测的远程可视化与智能决策。更重要的是，他们致力于完成“隐患气体”到清洁能源的转变。高浓度瓦斯将用于发电、民用燃气或生产化工原料，而浓度在2%-8%的低浓度瓦斯，也将配套专用系统进行能量转化，延伸瓦斯治理产业链，实现煤矿安全、资源利用与生态效益的多赢。

其次，向深部灾害防治进军。随着浅部资源枯竭，煤炭开采逐步向深部延伸，面临高地应力、高瓦斯压力、低渗透性的严峻挑战。依托省级工程研究中心，该队已超前布局深部煤层瓦斯治理关键技术研究，旨在抢占技术制高点，为深部煤炭资源的安全开采提供技术支撑。

第三，向跨行业拓展。瓦斯治理的核心技术不仅适用于煤矿，同样适用于煤层气勘探开发、页岩气储层改造、矿井热能综合利用等领域。陶会林表示，团队有信心将瓦斯治理技术链延伸至更广阔的清洁能源领域，服务国家能源安全和“双碳”战略。

从破局技术瓶颈，到突围市场重围，再到布局未来发展，山东省煤田地质局第一勘探队的实践，不仅为煤矿安全生产提供了可复制、可推广的“山东方案”，也为煤炭行业的绿色低碳转型注入了强劲动力。在能源革命的浪潮中，这支队伍正以科技创新为笔，在煤海深处书写着保障能源安全的新篇章。

（大众新闻记者 宋伟 通讯员 甘芬 韩言宁）