近日，國(guó)家能源集團(tuán)保德煤礦聯(lián)合黑龍江科技大學(xué)，在3453米煤層超長(zhǎng)鉆孔孔內(nèi)流體參數(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)上取得重大突破，首次采用了煤層抽采鉆孔孔內(nèi)多參數(shù)原位監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握超長(zhǎng)鉆孔煤層瓦斯流動(dòng)規(guī)律，成功攻克了“探不到、測(cè)不準(zhǔn)”的技術(shù)瓶頸。該成果對(duì)推動(dòng)瓦斯高效抽采、保障煤礦安全高效生產(chǎn)、促進(jìn)節(jié)能減排具有里程碑意義，也為我國(guó)能源行業(yè)技術(shù)升級(jí)與綠色轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能。
長(zhǎng)期以來(lái)，煤層鉆孔瓦斯等流體參數(shù)探測(cè)受限于“孔深、精度”的技術(shù)堡壘，難以精準(zhǔn)掌握超長(zhǎng)鉆孔瓦斯流動(dòng)規(guī)律。黑龍江科技大學(xué)自主研發(fā)的“孔內(nèi)原位多參數(shù)探測(cè)系統(tǒng)”，首次實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔內(nèi)部瓦斯流體參數(shù)原位、實(shí)時(shí)、高精度監(jiān)測(cè)，標(biāo)志著我國(guó)在超長(zhǎng)鉆孔孔內(nèi)流體原位探測(cè)技術(shù)上取得“從無(wú)到有”重要突破，一舉打破國(guó)際同類技術(shù)紀(jì)錄。
團(tuán)隊(duì)骨干劉傳海教授說(shuō)：“該系統(tǒng)可同步采集孔內(nèi)瓦斯抽采負(fù)壓、瓦斯?jié)舛鹊榷嗑S度數(shù)據(jù)，科研人員據(jù)此可構(gòu)建超長(zhǎng)鉆孔煤層瓦斯流動(dòng)三維模型，為揭示超長(zhǎng)鉆孔內(nèi)瓦斯運(yùn)移規(guī)律提供理論依據(jù)。”
國(guó)家能源集團(tuán)煤炭通風(fēng)工程專業(yè)卓越工程師陳殿賦率先在礦區(qū)推進(jìn)大區(qū)域瓦斯治理工程實(shí)踐，構(gòu)建了“區(qū)域預(yù)抽、立體防控”的瓦斯綜合治理體系，為煤礦安全生產(chǎn)與產(chǎn)能釋放提供了創(chuàng)新性解決方案，成效顯著。
針對(duì)瓦斯治理精細(xì)化發(fā)展的瓶頸問題，黑龍江科技大學(xué)張保勇教授創(chuàng)新性提出“超長(zhǎng)鉆孔原位監(jiān)測(cè)胃鏡技術(shù)”，支撐“鉆孔透明化”的戰(zhàn)略構(gòu)想，有效克服了超長(zhǎng)鉆孔瓦斯賦存狀態(tài)、流動(dòng)規(guī)律等關(guān)鍵參數(shù)認(rèn)知盲區(qū)的問題。基于對(duì)煤礦地質(zhì)特征的深度解析，團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)局限，結(jié)合智能算法實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)多物理場(chǎng)耦合分析，能夠?qū)崟r(shí)反演出鉆孔全孔段瓦斯壓力梯度及孔周應(yīng)力演化等核心數(shù)據(jù)。
“這一技術(shù)的突破不僅使超長(zhǎng)鉆孔由‘黑箱’轉(zhuǎn)變?yōu)?lsquo;明盒’，更為瓦斯高效抽采、災(zāi)害預(yù)警及智能化開采提供了科學(xué)決策支撐”，保德煤礦通風(fēng)辦主任張迪介紹。
我國(guó)著名長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)專家李泉新院長(zhǎng)表示，超長(zhǎng)鉆孔原位監(jiān)測(cè)技術(shù)拓展了智能鉆進(jìn)疊加效益，為長(zhǎng)鉆孔瓦斯治理插上了翅膀。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該成果的成功應(yīng)用將有力推動(dòng)煤礦領(lǐng)域多重戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在瓦斯高效抽采方面，基于精準(zhǔn)瓦斯流動(dòng)規(guī)律模型優(yōu)化抽采布局，可使瓦斯抽采效率顯著提升，促進(jìn)非常規(guī)天然氣資源利用。在安全保障方面，系統(tǒng)能夠?qū)ΤL(zhǎng)鉆孔煤層瓦斯壓力與濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，識(shí)別長(zhǎng)鉆孔運(yùn)行狀態(tài)，為災(zāi)害防治提供前瞻預(yù)警，切實(shí)提升礦山安全生產(chǎn)水平。在綠色低碳方面，通過高效抽采利用瓦斯（主要成分為甲烷），可直接減少?gòu)?qiáng)溫室氣體排放，助力礦區(qū)清潔低碳轉(zhuǎn)型。
該技術(shù)不僅為礦區(qū)安全生產(chǎn)提供助力，更將促進(jìn)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)下的綠色開采戰(zhàn)略，有望在全國(guó)超長(zhǎng)鉆孔煤層規(guī)模化應(yīng)用。
（受訪單位供圖）