一组数据——截至今年10月底，华阳集团公司应用千米钻机累计完成93个钻孔，钻尺量达51918米，主孔深度500米以上的占52.69%；抽采量累计达419.05万立方米，平均百米钻尺抽采效率为0.0735立方米/分，是普通顺层预抽钻孔的3倍。

两个纪录——气动(氮气)钻进工艺单孔钻进深度达607米，刷新全国纪录；碎软煤层定向钻进套铣打捞深度504米，创全国纪录。

三项突破——3天完成进尺501米，创集团最快单孔施工纪录；单班钻进进尺达102米，单班进尺首次破百；单月完成进尺2004米，首次突破单月2000米。

去年以来，随着井下不断的攻关实践，千米钻机在华阳集团的应用从探索逐步走向成熟，为全国碎软煤层瓦斯区域治理提供了“华阳方案”。

研发治理瓦斯的“利器”

高产高效是煤炭产业实现高质量发展的必由之路，而瓦斯治理是制约高产高效的首要难题。瓦斯抽得好，不仅能从源头上治理瓦斯，实现安全生产，更是保障生产衔接、最大限度挖掘生产潜能的根本前提。

多年来，华阳集团公司一直致力于探索解决瓦斯治理难题，开展了大量创新性研究。随着煤矿智能化建设深入推进，煤炭开采技术水平持续提升，现有的瓦斯治理技术手段和不断提高的煤炭开采效率，让“抽掘采”不平衡的矛盾愈发突出——抽得慢、采得快，高产高效如何保证？

从2008年首台国产千米定向钻机研制成功开始，全国煤矿逐步开启了千米钻机用于瓦斯超前探放的应用研究。充分的实践证明，千米钻机有着定得准、打得深、抽得出，打钻孔量少、抽采效率高、抽采范围广等优势，可实现矿井3年至5年大区域超前瓦斯治理，有效解决工作面预抽时间短、生产衔接紧张等难题，成为煤矿瓦斯精准治理、地质构造精细探查的有效手段。

为保证安全生产，推动实现“抽掘采”平衡，华阳集团公司成立千米钻机应用工作专班，围绕“定得准、打得深、抽得出”目标，坚持“一矿一策、一面一策”，采用“钻—冲”一体化、气动(氮气)钻进两种工艺，在二矿、新景公司、开元公司、平舒公司4座煤矿11个作业地点，全面推进千米钻机应用，解决瓦斯抽采难题。去年7月，随着首台ZYL17000D型千米定向钻机落户平舒公司15304回风顺槽施钻现场，华阳集团公司千米钻机应用就此展开。

在探索中“破冰”前行

在千里煤海，千米钻机百样玲珑，指哪打哪。它像“千里眼”，对厚厚的煤层一探究竟，更像吸力巨大的抽气泵，对深埋在煤层中的瓦斯应抽尽抽。但如何用好这个“大家伙”，成为千米钻机应用工作专班必须攻克的难题。

华阳集团公司所属生产矿井开采煤层属于沁水煤田，瓦斯赋存条件复杂、地质构造多，是碎软低渗突出难抽采煤层。煤层瓦斯含量大、透气性较低、坚固性差，这让千米钻机应用频频受挫。

早在多年前，华阳集团就率先应用千米钻机，但实际施工过程却困难重重，钻孔成孔率受构造影响，经常出现塌孔、卡钻等现象，不得不暂时搁置。去年三季度，华阳集团公司党委书记、董事长王永革提出，一定要让千米钻机在华阳成功应用，成为治理瓦斯的重要技术手段。

集团领导亲自挂帅、加强顶层设计；专班人员深入现场调研、积极开展技术攻关，每周组织召开协调例会及技术研讨会，交流解决施工难题；各煤矿成立攻坚专班、组建专门队伍；新宇岩土公司及各施工单位全力配合，誓将千米钻机扎根煤矿井下。

“哪怕是技术先进了，千米钻机在施工中依然存在塌孔、卡钻，有时候因为卡钻，一个月没有进展，有时候钻孔打了很长距离发现方向错误，塌孔更是家常便饭，但我们必须解决这些难题。”千米钻机应用工作专班史晓琼说。

今年4月，新景公司佛洼3号煤轨道巷2号孔打到504米，发生塌孔卡钻掉钻故障，施工停滞。“打捞是解决问题最快的办法，我们研究打捞方案、测算技术指标，最终用半个月时间 实现打捞成功，打捞深度创全国纪录。”新景公司通风副总工程师郝富强说。

现如今，“钻—冲”一体化、气动(氮气)钻进两种工艺在集团应用已趋于稳定，但推进的过程却是困难重重。“这两种工艺在同等碎软煤层的应用没有太多先例可参考，我们也是摸着石头过河。”千米钻机应用工作专班张旭亮说。为此，专班挂图作战、精心组织，明确分工、相互配合，通过查论文、阅资料、跑现场、听报告，现场调研、井下蹲守、研究讨论，最终一步步刷新纪录，“钻—冲”一体化工艺在同等碎软煤层条件下达到国内领先水平，气动(氮气)钻进工艺成功创造单孔钻进深度607米的国内新纪录。

技术应用走向成熟

今年7月，气动(氮气)钻进工艺单孔钻进深度达607米，刷新全国最大孔深556米纪录；10月，二矿15号煤11区右回风巷2号钻场实现单孔、单班、单月“三突破”。

从“进尺突破”到“效率突破”，推动“单班钻进百米”成为“华阳标准”，是集团公司千米钻机应用的大跨越，更充分证明应用千米钻机根治瓦斯抽采难题的路径是正确的，对阳泉矿区碎软煤层地质条件的瓦斯区域治理新模式具有深远意义。

“成绩的背后，是对技术工艺的严格要求，现场管理的精细要求。”华阳集团公司通风部副部长、千米钻机应用工作专班副组长赵喜峰说，“前期我们也走了一些弯路，对地层条件两眼一抹黑直接打钻孔，但随着经验的逐步积累，发现钻孔轨迹设计是整个千米钻机施工的关键，那么，前期对地质构造的精准分析就变得尤为重要。”

按照“先探后钻”和“一钻孔一设计”实施方案，工作专班先打探测孔，通过千米钻机探清构造和地层的上下起伏情况，精准设计钻孔轨迹，优选稳定的施钻位置和层位，保证轨迹平直，为高效钻进奠定基础。以二矿15号煤11区2钻场为例，经过前期地质分析，钻进轨迹设计在煤层中上部的稳定层位中，钻孔倾角设计为5度至7度，非常利于钻进时排水排渣及瓦斯抽采。另外，为保证成孔率和施钻效果，工作专班因地制宜，选择最优成孔工艺及配套设备，大力推进施工现场安全生产标准化建设，推动千米钻机应用制度化、规范化、标准化。

“根据大量的实践数据总结出，气动(氮气)钻进工艺适用于f(煤的固定性系数)值小于0.4的碎软煤层，钻进效率比较高；‘钻—冲’一体化工艺则更适用于f值大于0.4的较硬煤层和岩层中，成孔率较高，抽采效果好。这为我们今后在其他煤矿的应用提供了有力指导。”千米钻机应用工作专班周易杰说。

千米钻机应用成效显著

千米钻机应用成效归根结底是瓦斯抽采效果。截至今年10月底，93个钻孔累计完成抽采量419.05万立方米，平均单孔抽采量4.93万立方米，平均百米钻尺抽采效率为0.0735立方米/分，单孔平均抽采浓度为54.6%，最大为92%。

从整体数据来看，千米钻机应用成效较为明显：第一，抽采效率大幅提高，普通顺层预抽钻孔平均百米抽采量是0.0246立方米/分，千米钻机是它的3倍；第二，抽采区域内瓦斯含量大幅下降，以平舒公司15304回风巷为例，区域煤层原始瓦斯含量为15.21立方米/吨，在抽采248天后巷道掘进过程中进行实测，前350米瓦斯平均含量0.15%，最高值为0.5%，350到400米为0.7%，符合国家低于0.8%的规定；第三，“定得准”的优势能有效消除抽采盲区，过去总是“偶遇”突出危险区，现在定向钻孔轨迹清晰可控，能主动“探索”消除预抽空白带。

“千米钻机应用实践中，最大的目的是推进大区域瓦斯超前治理。对此，我们结合实际明确了两个重要的应用方向，一个是有效解决近煤层瓦斯涌出对开采层采掘影响的问题，另一个是在底板岩巷利用千米钻机进行瓦斯预抽，实现大采长工作面瓦斯治理，降低治理成本。”赵喜峰说。

攻克瓦斯治理难题任重道远，更要有勇有谋。华阳集团提出，下一步，千米钻机应用工作专班将总结经验、固化成果，形成千米钻机应用的“华阳标准”，在集团公司其他矿井全面推广，奋力完成2024年全年千米定向钻孔钻尺量不低于12万米目标，推动实现大区域瓦斯超前治理，助力矿井高产高效，为集团公司高质量发展保驾护航。(记者白雪峰 通讯员武艳红文/图)

记者手记

创新是引领发展的第一动力。

瓦斯治理是保障矿工生命安全、实现企业高质量发展的重要环节，一直以来都是煤矿企业下大力气解决的难题。近年来，在瓦斯治理上，创新的力量更加深入骨髓，已成为构建瓦斯治理新格局的强大内生动力。

华阳集团成立千米钻机应用工作专班，把瓦斯治理“难题”当成“课题”进行专项研究，推进千米钻机这一瓦斯治理技术手段在华阳应用从探索逐步走向成熟，并创造气动(氮气)钻进工艺单孔钻进深度607米的国内新纪录，为全国碎软煤层瓦斯区域治理提供了“华阳方案”。这正是华阳集团以创新推动技术手段升级，实现瓦斯治理从“治理”到“智理”，从“治得住”到“治得好”的成功实践。

在煤矿智能化建设进入新发展阶段的当下，不仅是瓦斯治理等重要环节，煤炭产业链从生产到洗选也都需要创新为全产业链提“智”，培育推动安全高效生产新的增长点，从而赋能产业转型发展新动力，构筑产业发展新优势，为我省高质量发展注入强劲动能。(白雪峰)

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来源：金台资讯

编 辑：肖平