山西王家岭煤业有限公司“以孔代巷”瓦斯治理先进经验

在晋西北与陕西、内蒙三省互联的重要地带，地处山西省忻州市的工业强县——保德县，有一座现代化矿井王家岭煤业拔地而起，乘坐在晋能控股集团的巨型航母上，正乘风破浪，奋勇向前。

2017年6月，王家岭煤业正式转入生产矿井，2018年1月通过一级安全生产标准化矿井现场验收工作，2018年、2020年连续两次被评为国家特级安全高效矿井。

王家岭煤业井田面积34.4平方公里，地质储量7.8亿吨，可采储量4.42亿吨，地质条件简单，水文类型中等，属高瓦斯矿井。矿井设计生产能力500万吨/年，服务年限63年。

矿井核心装备突出“智能化、高端化、高效率”，井下装备有1个智能化放顶煤工作面、2台山特维克掘锚一体机、6台千米定向钻机。2019年12月，矿井首个智能化放顶煤工作面设备运转，标志着王家岭煤业采煤工作面由综合机械化向智能化、智慧化转变。智能化放顶煤工作面具备地面调度指挥中心、顺槽集控中心一键启停、采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机、液压支架自动补液、三角煤自动割煤、工作面视频全覆盖等功能，智能化放顶煤工作面的建立，将综采工作面生产班作业人员由17人减少到9人，减人率达47%，依托较高程度的智能化、自动化，一线人员配备大幅度减少，安全系数大大提高，2020年在册人员劳动效率达14200吨/人。智能化成为了企业减人增效的重要手段。

矿井目前绝对瓦斯涌出量51.2m3/min，一采区煤层瓦斯含量1.4～5.72m3/t，预计矿井深部瓦斯含量达9m3/t。作为高瓦斯矿井，王家岭煤业一直秉持“低瓦斯矿井按照高瓦斯管理，高瓦斯矿井按照高突管理，高突矿井按照高标准管理”的理念，不断加大投入，在瓦斯治理上大胆采用新技术、新设备、新材料、新工艺。

矿井在地面建有固定式永久瓦斯抽采泵站，配套有高、低负压两套抽采系统，安装有4台2BEC80型水环式真空泵，抽采泵额定流量660m3/min，配套电机功率800KW。瓦斯抽采主干管路为Ф820mm螺旋焊缝钢管，顺槽支管路为Ф529mm螺旋焊缝钢管和Ф325mm镀锌钢管。地面泵站和井下支管路均装有抽采参数自动监测装置和人工测量装置。

高抽巷作为治理瓦斯的手段之一，实施过程中存在岩巷工程多、施工周期长、安全风险高等诸多问题。因此，王家岭提出“以孔代巷”的瓦斯治理思路，采用陕西太合ZYL-17000D型定向钻机施工φ203mm的高位定向长钻孔，试验成功，并于2020年4月通过专家评审，具备矿井全面推广使用条件。

高位定向长钻孔钻场布置在工作面回风顺槽，钻场间距400m，根据瓦斯含量不同每个钻场布置4～8个钻孔，单孔孔深500m左右，两个钻场之间钻孔接茬长度100m左右。每个钻场的钻孔布置在“O型圈”中呈“马蹄形”布置，层位25～66m，内错20～45m。采用φ120mm定向导孔、二次扩孔至φ203mm的方式成孔，单孔从开孔、扩孔到成孔需9天左右。

高位定向长钻孔孔径由φ100mm增大至φ203mm后，单孔抽采混量由15m3/min增加到50m3/min，纯量由1m3/min增加至2.2m3/min，单个钻场的抽采混量由100m3/min增加至270m3/min，上隅角瓦斯降至0.5%以下。

布置高位定向长钻孔的工作面与布置高抽巷的工作面相比，工作面准备时间缩短一年半，有效解决了接续问题，同时较高抽巷和埋管大流量的抽放方式，降低了采空区自燃发火的风险，保证了回采工作面安全高效生产。

在瓦斯治理上，王家岭煤业始终坚持目标引领、坚持问题导向、推进管控到位、推进治理达标。经过几年的发展，矿井形成了“地面煤层气井超前排采，井下掘进工作面定向钻孔掩护，回采工作面区域递进抽采、本煤层普钻强化预抽，回采过程中高位定向长钻孔为主、φ325mm埋管辅助”的井上下立体综合抽采模式，从根本上解决了瓦斯问题，为实现高标准、高效率、智能化、本质安全型、环境友好型的国内一流矿井提供坚实的安全保障。