余吾煤業(yè)公司鉆孔瓦斯遇上“超聲波”

日前，從余吾煤業(yè)公司井下N3102工作面傳來(lái)消息，由瓦斯治理研究中心開(kāi)展的超聲波分段增透強化瓦斯抽采技術(shù)研究，經(jīng)過(guò)半年的實(shí)驗，順利進(jìn)行。實(shí)驗結果表示，通過(guò)該技術(shù)的應用，鉆孔的平均抽采濃度比原始抽采濃度提高了約2.4倍，平均抽采純量則提高到原始抽采純量的2.5倍。

據了解，水力造穴是余吾煤業(yè)公司瓦斯治理的關(guān)鍵手段。它通過(guò)高壓泵產(chǎn)生的水射流沖刷剝離煤體，形成鉆孔，改變煤體的賦存狀態(tài)，達到增強瓦斯抽采效率的目的?！霸诓糠植蓞^，由于煤體堅固性系數較高，傳統的技術(shù)沒(méi)辦法形成高效抽采鉆孔，而且施工耗時(shí)長(cháng)?！蓖咚怪卫硌芯恐行母敝魅沃芙▊ソ榻B。

超聲波可以通過(guò)自身振動(dòng)能量引起分子間的共振，傳遞較大能量的波。利用超聲波在傳播過(guò)程中所產(chǎn)生的多種效應，可以破壞煤體微觀(guān)孔裂隙結構，增強煤體內裂隙系統的連通性，實(shí)現煤體中瓦斯的解吸釋放，最終達到增透目標，這一特性給超聲波分段增透強化瓦斯抽采技術(shù)提供了可行性。

為了確保該實(shí)驗的順利進(jìn)行，余吾煤業(yè)公司瓦斯治理研究中心針對實(shí)驗需求設計了相應的實(shí)驗設備，主要包括超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、防爆變壓器以及超聲波增透鉆桿。這些設備的設計與使用，為實(shí)驗提供準確可靠的數據，為后續的瓦斯治理研究提供有力支持。

在回顧超聲波增透設備的準備過(guò)程時(shí)，瓦斯治理研究中心的技術(shù)人員王邵波介紹，從最初的概念形成到實(shí)際井下應用，這套設備經(jīng)歷了長(cháng)達半年的研發(fā)和改進(jìn)。在設備選型、材料選擇以及確保設備滿(mǎn)足井下安全性能等方面，經(jīng)歷了多次重大和微小的變動(dòng)，最終成功地確定了適合井下使用的設備版本。

在瓦斯治理研究中心編制的《低滲煤層超聲波增透強化瓦斯抽采技術(shù)階段總結》資料中了解到，這套設備可以將電磁能轉化為聲能。該中心還特別定制了加工增透鉆桿，為了保證鉆桿導電的安全性，鉆桿兩端分別安裝絕緣材料，讓超聲增透這項工藝施工更加安全。

今年10月份，瓦斯治理研究中心開(kāi)始了井下試驗?！拔覀冊贜3102膠帶順槽進(jìn)行試驗，布置了4組試驗鉆孔，旨在考察超聲增透技術(shù)在2m-14m半徑范圍內的效果。通過(guò)這些鉆孔的布置，我們能夠更全面地了解超聲增透技術(shù)在不同距離上的影響?！爆F場(chǎng)施工技術(shù)人員武亞男介紹。

超聲增透試驗的進(jìn)展并非一帆風(fēng)順，瓦斯治理研究中心全體成員以嚴謹的態(tài)度和專(zhuān)業(yè)的精神，將每個(gè)試驗鉆孔視為一項工程，傾注了大量的精力。每個(gè)試驗鉆孔需要20個(gè)小時(shí)的施工時(shí)間，技術(shù)員們輪流兩班倒，不分晝夜地鉆到試驗地點(diǎn)，以確保試驗的順利進(jìn)行。最終，他們成功地完成了總計4個(gè)試驗鉆孔的試驗項目。

試驗完成后，瓦斯治理研究中心對試驗鉆孔和對比鉆孔進(jìn)行了分別觀(guān)測。在試驗后的10m范圍內，考察鉆孔的抽采濃度和抽采流量均表現出提升?？疾旖Y果表示，鉆孔的平均抽采濃度比原始抽采濃度提高了1.37-2.4倍，平均抽采純量則提高到原始抽采純量的1.38-2.5倍。

目前，瓦斯治理研究中心已經(jīng)在N3102工作面完成了試驗，并計劃在N2107工作面外段進(jìn)行推廣，針對低瓦斯賦存區抽采鉆孔進(jìn)行提濃增透。

“超聲波增透技術(shù)與瓦斯治理結合，為我們今后瓦斯治理打開(kāi)了思路。該技術(shù)施工快捷，可提高煤層瓦斯抽采效率，同時(shí)降低工作面回采期間的瓦斯涌出量。今年，我們已經(jīng)創(chuàng )新了6項瓦斯治理技術(shù)，革新了18項成果，節約了瓦斯治理成本100余萬(wàn)元?！蓖咚怪卫硌芯恐行睦钤平榻B。

（文/圖 高勇 武越 武亞男）

責任編輯：崔婷婷