我國西部煤油氣共生礦井安全技術獲重大突破
——陜煤化集團科研成果榮獲2014年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術獎一等獎
近日，2014年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術獎評選結果發(fā)布，由陜西煤業(yè)化工集團公司等單位聯(lián)合申報的“黃隴侏羅紀煤田煤油氣共生礦井耦合災害防控關鍵技術”科研成果榮獲一等獎。這標志著陜煤化集團通過多年攻關，在我國西部煤油氣共生礦井安全技術領域取得重大突破，達到國內領先水平，攻克了世界罕見的煤油氣共生礦井安全生產重大技術難題。
黃隴侏羅紀煤田煤炭探明儲量139.2億噸，為良好的動力用煤和氣化用煤。但地質開采條件復雜，瓦斯、油、氣、火、水等災害頻發(fā)，嚴重威脅著煤礦的安全開采。為此，陜煤化集團組織有關科研單位聯(lián)合攻關，通過多年努力，徹底解決了煤油氣共生礦井的安全生產重大技術難題，發(fā)現(xiàn)了煤油氣共生礦井的致災機理，提出了煤油氣共生礦井瓦斯防治以防火為核心的新理念，建設了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控預警系統(tǒng)，創(chuàng)建了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控技術體系，在整個鄂爾多斯盆地煤油氣共生礦井推廣應用，沒有發(fā)生一次死亡3人以上的煤礦安全事故，取得重大社會效益和經濟效益。
該課題在以下幾方面取得重大創(chuàng)新成果：
一是揭示了煤油氣共生礦井耦合災害特征及致災機理。確定了煤油氣共生礦井瓦斯是由煤層瓦斯、頂?shù)装逋咚购兔簩由舷聡鷰r層油氣組成的復合氣體，瓦斯成分、燃爆特性發(fā)生變化；油煤耦合導致煤的自燃傾向性發(fā)生變化；水氣耦合形成氣液兩相流，導致瓦斯涌出異常，增加了礦井工作面的瓦斯涌出量；水巖耦合降低了巖石的強度，導致洛河組含水層軟化，增加了井筒掘進和巷道支護難度。
二是提出了煤油氣共生礦井瓦斯防治以防火為核心、瓦斯抽采并舉的新理念，開發(fā)了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控預警系統(tǒng)。建立了煤油氣共生礦井自然發(fā)火標志性氣體體系，提出了CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、C3H8等7種自然發(fā)火標志性氣體；提出了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控多參數(shù)預警指標；基于瓦斯?jié)舛?、風速、一氧化碳、溫度等多種監(jiān)測指標，開發(fā)了多源信息融合的煤礦災害監(jiān)測預警系統(tǒng)。
三是創(chuàng)建了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控技術體系。建立了黃土溝壑區(qū)致災地質因素綜合探查技術體系，確定了“溝底激發(fā)，塬面接收”獲取有效波的技術途徑，提出了“沿溝彎線+多方位塬面直線”的地震特殊觀測系統(tǒng)；揭示了巨厚黃土層的電性特征，集成創(chuàng)新了巨厚黃土覆蓋區(qū)含水層富水性探測技術，發(fā)明了礦井巷道順層直流超前探測技術，破解了掘進工作面前方潛在突水構造預測難題；提出了頂板水定向鉆超前疏放技術，依據(jù)富水性探查成果，采用井下定向定點鉆探技術，以富水區(qū)為靶區(qū)，施工定向高精度疏水鉆孔，疏干或降低涌水量；提出了防止上隅角瓦斯超限的“U+雙I”型通風技術、掘進工作面“鉆墻”邊掘邊抽技術，形成了煤油氣共生礦井瓦斯綜合治理技術；提出了工作面上下隅角卡佛尼預制塊輕質快速封堵技術，創(chuàng)新了煤油氣共生礦井轉儲式液態(tài)CO2應急滅火技術及裝備，形成了煤油氣共生礦井綜合防滅火技術；編制了煤油氣共生礦井協(xié)同防控技術應用規(guī)范，建立了煤油氣共生礦井耦合災害協(xié)同防控技術體系。
該課題組還取得了一批知識產權，其中獲得發(fā)明專利3項，實用新型專利60余項，軟件著作權2件，出版專著6部、發(fā)表論文200余篇，制定并頒布國家煤炭行業(yè)標準2項和數(shù)十項陜煤化集團企業(yè)標準，培養(yǎng)了一批博士碩士研究生和煤礦一線高級工程技術人員。
編輯：郝 龍
