1 煤层气井下开发成套工艺技术

用 途：主要用于对矿区煤层气资源评价、矿井瓦斯涌出量以及煤层气抽放量预测，在此基础上，利用以500m顺煤层长钻孔为基础的包括煤层气抽放钻孔成孔、钻孔布置、钻孔封孔等的成套技术及装备，通过相应工程支撑形成井下煤层气规模开发与采煤的一体化，完成矿井煤层气的规模开发与利用工程。

技术关键：

1)煤层气赋存、涌出、抽取量变化规律与预测理论；

2)井下煤层气规模开发与兼顾煤炭开采的合理开拓方式及参数研究确定；

3)顺煤层长钻孔成孔工艺技术；

4)钻孔封孔工艺技术、材料和设备；

5)下向钻孔成孔工艺技术及孔内积水外排技术；

推广应用：本技术在晋城煤业集团寺河矿进行了应用，掌握了寺河矿井下煤层气赋存、涌出、抽取量变化规律，并分别建立了相应的预测模型，其预测准确率为81.56%～97.9%。通过研究试验，在寺河矿以国产钻机为手段，试验了顺煤层长钻孔成孔工艺技术，其钻孔长度达到了500m，为井下煤层气规模开发提供了支撑条件。研究试制成功了聚胺酯钻孔封孔材料、封孔工艺技术和封孔设备。通过采用压力水排渣方式，取得了在寺河矿条件下的下向钻孔成孔工艺技术，对孔内积水外排技术研制了相应的排水装置，使排水后的下向钻孔的抽放量提高50%。

建成了目前全国最大的井下煤层气抽放系统——寺河井下煤层气开发利用与采煤一体化示范工程，抽放设计规模为400m3•min-1纯甲烷，年抽放量达到2亿m3纯甲烷，当前实际的抽放量已达到90m3•min-1纯甲烷。抽出的瓦斯用于矿井工业区的民用、发电，现已建成1.1万kW的瓦斯发电项目，2002年瓦斯发电纯利润已达500万元。

本项目将井下煤层气开发与保证矿井安全高效生产、能源利用、环境保护等有机地结合起来，并建立煤层气井下规模开发与利用示范工程，在国内属首创。具有极好的社会、经济效益。现正在晋城煤业集团成庄矿应用。

2 突出煤层定向长钻孔预抽本煤层瓦斯

用 途：项目属煤矿安全技术领域，成果包括突出煤层顺层长钻孔施工成孔技术、提高抽放效果的技术、顺层长钻孔布置方法等的一整套顺层长钻孔施工和抽放技术及装备，主要解决高瓦斯、突出煤层区域性防治煤与瓦斯突出和降低采掘工作面瓦斯涌出量的问题。

技术关键：

1)可减弱煤层钻孔垮孔的风力排渣工艺，风力排渣的合理供风参数，提高排渣能力的方法；

2)可减弱突出煤层钻孔喷孔程度的多级组合钻具；

3)提高低透气性煤层抽放效果的水力扩孔技术设备。

推广应用：在芙蓉矿务局的白皎煤矿由于淘汰了原来的底板穿层区域性防突技术，取消了底板岩石巷道和穿层钻孔，使每个工作面节省费用约242万元，取得了很好的经济和安全效果。

从1999年底开始，在淮南矿业(集团)公司老区和新区等代表矿区不同煤层条件矿井的应用试验已先后获得了成功，分别创造了各矿顺层长钻孔施工的最高纪录，正在全矿区推广应用。同时该技术还用于区域性消除厚煤层工作面的突出危险，以便应用高产、高效的放顶煤回采方法。谢家集第二煤矿4111(3)工作面应用该技术后消除煤层突出危险性，成功地使用防顶煤采煤方法进行了回采，使突出煤层工作面产量提高了40%，而吨煤生产成本却降低以41%，取得了非常显著的经济效益和社会效益。淮南矿业(集团)公司累计每年新增利润和节省支出总额约5742.5万元。

在松藻矿务局打通二煤矿由于原来作为保护层的煤层失去经济开采价值，而被用于代替保护层开采的区域性防突措施。用走向顺层长钻孔抽排煤巷掘进条带瓦斯，防止掘进工作面的突出，提高掘进速度；进行区域性预抽，解决回采工作面防突和回采期间瓦斯超限，为直接开采严重突出层提供了技术保障，可大大减少采面的准备时间，缓解生产接替紧张局面，全年增收节支总额可达440万元。

在晋城矿区用于开发煤层气，目前已初步取得了成功，仅寺河一个矿抽取煤层气的流量即达120m3•min-1。

丰城矿务局坪湖煤矿在应用了顺层长钻孔施工技术后，提高了钻孔成孔深度和施工速度，有效防止了掘进工作面的煤与瓦斯突出，大幅度降低了工作面瓦斯涌出量，提高了掘进速度，基本杜绝了瓦斯超限现象，矿井瓦斯抽放量显著提高，取提了非常好的安全和经济效果，目前正在全局推广应用，平均每年可增收节支1615万元。

该技术还在淮北、韩城、西山、新集等矿区应用，受到一致赞扬。

高压水力扩孔器已在芙蓉、松藻、淮南、窑街等4个矿区推广应用了几十套。

获 奖：2001年获国家科技部、财政部、国家计委和国家经贸委联合颁发的“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖；2002年获中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖、重庆市科学技术进步奖二等奖。