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重庆研究院水力化技术人员季飞长期扎根井下一线,以高压水作为破煤利刃,聚焦煤层增透、瓦斯高效抽采及区域灾害治理难题,持续开展水力化卸压增透技术研究与现场工程应用,牵头构建水力化“压—割—抽”协同治理成套技术体系,推动“韩城模式”落地应用,为煤矿瓦斯灾害治理提供重要技术支撑。
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一矿一策:为复杂煤层量身定制“解危药方”
2024年,季飞带领技术团队进驻韩城矿区开展技术服务。该矿区煤层普遍松软破碎,各矿井煤层软硬不均,瓦斯含量差异明显。主采3#煤层属于国内典型深部松软低渗高瓦斯突出煤层,治理难度远超常规煤层,亟需针对各矿井不同赋存条件,构建差异化治理技术路径。如何拿出一个最科学的瓦斯治理方案,成了压在季飞和团队心头的一块石头。
那段日子,项目部办公室的灯常常亮至后半夜。桌上摊满各矿报送的矿井采掘工程平面图、瓦斯抽采日报表、施工参数等各类图纸与报表,季飞逐一仔细比对。碰到难以确定的问题,他便带上仪器和工具下井,到现场采集第一手数据。升井之后,他来不及洗去满身煤泥,就和团队成员围着图纸磋商研讨。经过反复摸索求证,思路终于明确:不能用一套方案应对所有矿井,必须坚持“一矿一策”、分类施治。针对煤层瓦斯含量小于12m³/t、煤层硬度小于0.3的煤层,采用“水力压裂+冲孔”联合卸压增透技术;针对煤层瓦斯含量大于12m³/t、煤层硬度大于0.3的煤层,采用“水力压裂+割缝”联合卸压增透技术;面向未来3—5年规划待采工作面,研发系统化水力化灾害治理成套技术,构建大区域井上下联合超前治理模式,推动瓦斯治理由单点试验向分区治理升级。
自主创新:打破装备工艺“卡脖子”瓶颈

KFSL100-113型水射流履带式煤层割缝装置
技术落地离不开装备与工艺的有力支撑。季飞带领团队立足韩城矿区现场条件,围绕装备研发、工艺创新开展系统性攻关。方案落地之初,两道瓶颈亟待突破:地面L型井压裂成本高、周期长、灵活性不足,而井下常规水力压裂泵组流量受限。“装备跟不上,方案再好也落不了地。”这是季飞常挂在嘴边的话。
有人提议照搬地面井压裂的成熟思路,季飞当即否决:“地面工况和井下不一样,生搬硬套无异于削足适履。”他带领团队跳出路径依赖,同步从装备、工艺两端破局:研制出国内首台大流量自动化超高压水力切缝装备、水射流履带式煤层割缝装置等核心设备,填补了井下大流量超高压作业的装备空白;首创井上下联合大区域超前瓦斯治理技术,在矿区应用免射孔无限级滑套压裂工艺,实现全通径、无限级、单段单簇均匀压裂;创新形成“顶板定向钻孔分段压裂+煤层定向长钻孔水力冲孔+底板钻孔抽采”立体抽排工艺。这套组合技术体系有效破解原有瓶颈,将井下单孔日均瓦斯抽采量由800m³提升至3000m³以上,钻孔工程量降幅超30%,瓦斯抽采达标周期缩短30%,有效缓解矿井采掘接替紧张局面,为矿区安全高效开采筑牢技术根基。
全程盯守:把管控落到井下每一米钻孔
“数据不上来,心里就不踏实。”这是季飞在韩城矿区常说的一句话。技术方案敲定后,如何保障现场高效落地,成为团队面临的又一道难题。他牵头建立全过程闭环管控机制,对现场施工、封孔作业、数据监测、效果评价实施全链条跟踪管理;带队长期驻守矿井一线,实时对接矿方与施工班组,动态研判监测数据,一旦发现异常,第一时间制定优化对策。
2025年,团队在韩城矿区完成12万米割缝钻尺施工、200余个压裂钻孔作业,最长连续43天不间断下井攻坚。为保障项目稳步推进,那段时间季飞几乎每日下井盯控现场,升井后第一件事就是调出当日抽采浓度、流量曲线数据逐一核对,常常一抬眼,已是深夜。
家里打来电话,问他何时返程,他总是在电话里笑着答复:“快了,等这套方案落地就回。”一句“快了”,从春拖到秋,又从秋等到冬。除夕当日,矿区远处隐约响起鞭炮声,季飞和几名驻矿同事围坐在项目部桌前,简单吃了顿年夜饭。窗外,渭北高原寒风凛冽、气温低至零下十几度,井下的钻机依旧按照计划平稳运转。
技术领跑:让“韩城模式”走向全国矿区
日复一日地坚守,换来实打实的治理成效。这套水力化卸压增透技术体系,显著降低矿区瓦斯灾害治理成本,有效提升矿井瓦斯抽采效率,丰富了松软低渗煤层瓦斯治理技术手段,累计促成上亿元技术服务合同落地,打造出可复制、可推广的瓦斯灾害治理“韩城模式”。
季飞带领的团队先后斩获省部级科技进步一等奖8项、二等奖10余项;季飞本人获评煤炭行业青年岗位能手等荣誉;其牵头研发的“煤矿井下水力化高效增渗促抽技术”入选中国煤炭工业协会“2024年度煤炭行业新质生产力发展典型案例”,相关技术经鉴定达到国际领先水平。
始于韩城矿区,这套水力化卸压增透技术正逐步推广至全国更多矿井,助力松软低渗煤层化险为夷。未来,季飞和他的水力化技术团队将持续深耕大区域超前瓦斯灾害治理技术,加快推动“韩城模式”落地应用,守护矿工生命安全、保障矿井安全高效生产。
来源:瓦斯分院
文/图:张雨晴/秦浩东
通讯员:黄容

