煤矿瓦斯治理事关安全生产底线,也是制约矿井稳产高产的重要因素。
长期以来,传统治理方式多依赖底抽巷、高抽巷等专用巷道配合钻孔抽采,受巷道位置固定、施工周期长、工程量大等约束,往往难以精准覆盖瓦斯富集区域,抽采浓度与流量波动较大,部分矿井还面临上隅角瓦斯治理难度突出等问题。
如何在复杂地质条件下实现“抽得准、抽得稳、抽得快”,成为瓦斯治理提质增效的关键课题。
从原因看,一方面,煤层赋存条件差异明显,裂隙带分布、瓦斯富集区位置与采动影响范围具有动态性,单纯依靠固定巷道布置容易出现“抽采点位到不了、到得了也不在最佳层位”的矛盾;另一方面,巷道治理需要掘进、支护、通风、运输等多工序协同,投入大、周期长,且在高风险区域作业频次增加,给通风管理和现场组织带来压力。
在行业向安全、绿色、高效转型的大背景下,瓦斯治理亟需以技术创新打通痛点、堵点。
基于上述需求,华阳集团将“以孔(管)代巷”作为瓦斯治理的重要突破方向,通过工艺重构实现从“依赖巷道”向“依靠精准工程手段”的转变。
其中,“以孔代巷”依托大直径定向钻孔等技术,精确控制钻孔轨迹,使钻孔进入煤层顶板裂隙带或其他瓦斯富集区,替代传统底抽巷、高抽巷等专用巷道;“以管代巷”则在工作面回风巷敷设专用瓦斯管路,替代专用抽采巷,重点用于抽采采空区瓦斯,增强对上隅角瓦斯的针对性治理。
集团已形成4类“以孔代巷”工艺与1类“以管代巷”技术,可根据不同地质条件、采掘工作面设计与抽采需求灵活匹配,逐步构建“多工艺组合、按需快速部署”的治理体系。
技术推广带来的影响,首先体现在抽采效果的显著提升。
相较传统方式受巷道位置所限,“以孔代巷”通过定向钻进把钻孔布置到更接近目标层位和富集区的位置,实现由“被动应对”向“精准锁定”转变,提升了抽采浓度与流量的稳定性。
以现场应用为例,新景公司、七元公司在相关工作面采用切巷定向长钻孔替代岩石底抽巷后,单孔抽采浓度分别稳定保持在60%、62%、45%以上,抽采瓦斯量取得明显成效;二矿在81502回风巷回采期间应用“以管代巷”,推进过程中管内瓦斯浓度保持在1.8%至2.3%之间,上隅角瓦斯浓度控制在0.6%以下,全周期未发生瓦斯超限,为生产组织提供了更稳定的安全边界。
其次,经济性与工期优势更加直观。
少掘巷道意味着减少掘进、支护、通风等综合成本投入。
华阳集团2025年通过推广应用全年累计减少巷道掘进6011米,带来直接经济效益和组织效率提升。
相关测算显示,与传统“低位岩石抽采巷+常规穿层钻孔”消突技术相比,瓦斯治理费用可降低约41.4%。
在具体矿井应用中,一矿15411工作面采用大直径倾斜长钻孔替代初采后倾斜高抽巷,少掘巷道72.5米,成本较普掘工艺减少60%,节省约40万元;二矿“以管代巷”节省近1年施工时间;新景公司相关工作面采用大直径钻孔替代抽采横贯,施工周期缩短20%以上。
工期压缩不仅降低直接成本,也让瓦斯治理“提前达效”,为采掘衔接与稳产高产争取窗口期。
第三,安全风险在源头得到降低。
减少巷道掘进量,意味着支护压力、通风管理难度及高风险区域作业频次同步下降,有利于减少现场作业面与人员暴露时间,提升系统安全裕度。
对矿井而言,这种“以工程替代高强度掘进”的治理方式,与安全生产的精细化管理方向相契合,也为绿色、集约化开采提供支撑。
面向下一步,对策重点在于从“推广应用”走向“体系化能力建设”。
华阳集团提出,2026年计划实施“以孔代巷”工程14项,并由“一通三防”重点工作专班推进落地:一是加强技术调研与摸底,制定“一矿一策、一面一方案”的个性化实施细则,确保工艺与地质条件、采掘设计、抽采需求精准适配;二是持续优化工艺参数与施工组织,推动技术从“可用”向“好用、优用”升级,形成可复制、可推广的标准化路径;三是建立应用效果跟踪评估机制,围绕抽采效果、成本控制、工期兑现等关键指标开展动态监测与复盘,推动经验固化为制度与标准,提升规模化应用的确定性。
从前景看,在煤炭行业迈向高质量发展的进程中,瓦斯治理正由“单点治理”向“系统治理、精准治理”演进。
“以孔(管)代巷”在提升抽采效果、降低工程量、缩短工期、强化安全保障方面的综合优势,为高瓦斯矿井提供了新的技术选择。
随着定向钻进能力、测量与轨迹控制水平、现场组织与标准化管理不断提升,该类工艺有望在更大范围内实现规模化、模块化应用,并与智能化开采、精益化管理深度耦合,进一步释放安全、效率与成本的叠加效应。
华阳集团的技术实践印证了"向科技要安全、向创新要效益"的发展逻辑。
在"双碳"目标背景下,这种兼顾安全、效率与成本的治理模式,不仅为煤炭行业转型升级提供技术支撑,更揭示了传统能源绿色化改造的现实路径。
当更多企业将创新基因植入生产一线,我国能源产业高质量发展必将获得更强劲的内生动力。