余吾煤业公司钻孔瓦斯遇上“超声波”

日前，从余吾煤业公司井下N3102工作面传来消息，由瓦斯治理研究中心开展的超声波分段增透强化瓦斯抽采技术研究，经过半年的实验，顺利进行。实验结果表示，通过该技术的应用，钻孔的平均抽采浓度比原始抽采浓度提高了约2.4倍，平均抽采纯量则提高到原始抽采纯量的2.5倍。

据了解，水力造穴是余吾煤业公司瓦斯治理的关键手段。它通过高压泵产生的水射流冲刷剥离煤体，形成钻孔，改变煤体的赋存状态，达到增强瓦斯抽采效率的目的。“在部分采区，由于煤体坚固性系数较高，传统的技术没办法形成高效抽采钻孔，而且施工耗时长。”瓦斯治理研究中心副主任周建伟介绍。

超声波可以通过自身振动能量引起分子间的共振，传递较大能量的波。利用超声波在传播过程中所产生的多种效应，可以破坏煤体微观孔裂隙结构，增强煤体内裂隙系统的连通性，实现煤体中瓦斯的解吸释放，最终达到增透目标，这一特性给超声波分段增透强化瓦斯抽采技术提供了可行性。

为了确保该实验的顺利进行，余吾煤业公司瓦斯治理研究中心针对实验需求设计了相应的实验设备，主要包括超声波发生器、超声波换能器、防爆变压器以及超声波增透钻杆。这些设备的设计与使用，为实验提供准确可靠的数据，为后续的瓦斯治理研究提供有力支持。

在回顾超声波增透设备的准备过程时，瓦斯治理研究中心的技术人员王邵波介绍，从最初的概念形成到实际井下应用，这套设备经历了长达半年的研发和改进。在设备选型、材料选择以及确保设备满足井下安全性能等方面，经历了多次重大和微小的变动，最终成功地确定了适合井下使用的设备版本。

在瓦斯治理研究中心编制的《低渗煤层超声波增透强化瓦斯抽采技术阶段总结》资料中了解到，这套设备可以将电磁能转化为声能。该中心还特别定制了加工增透钻杆，为了保证钻杆导电的安全性，钻杆两端分别安装绝缘材料，让超声增透这项工艺施工更加安全。

今年10月份，瓦斯治理研究中心开始了井下试验。“我们在N3102胶带顺槽进行试验，布置了4组试验钻孔，旨在考察超声增透技术在2m-14m半径范围内的效果。通过这些钻孔的布置，我们能够更全面地了解超声增透技术在不同距离上的影响。”现场施工技术人员武亚男介绍。

超声增透试验的进展并非一帆风顺，瓦斯治理研究中心全体成员以严谨的态度和专业的精神，将每个试验钻孔视为一项工程，倾注了大量的精力。每个试验钻孔需要20个小时的施工时间，技术员们轮流两班倒，不分昼夜地钻到试验地点，以确保试验的顺利进行。最终，他们成功地完成了总计4个试验钻孔的试验项目。

试验完成后，瓦斯治理研究中心对试验钻孔和对比钻孔进行了分别观测。在试验后的10m范围内，考察钻孔的抽采浓度和抽采流量均表现出提升。考察结果表示，钻孔的平均抽采浓度比原始抽采浓度提高了1.37-2.4倍，平均抽采纯量则提高到原始抽采纯量的1.38-2.5倍。

目前，瓦斯治理研究中心已经在N3102工作面完成了试验，并计划在N2107工作面外段进行推广，针对低瓦斯赋存区抽采钻孔进行提浓增透。

“超声波增透技术与瓦斯治理结合，为我们今后瓦斯治理打开了思路。该技术施工快捷，可提高煤层瓦斯抽采效率，同时降低工作面回采期间的瓦斯涌出量。今年，我们已经创新了6项瓦斯治理技术，革新了18项成果，节约了瓦斯治理成本100余万元。”瓦斯治理研究中心李云介绍。

（文/图 高勇 武越 武亚男）

责任编辑：崔婷婷