【正文】 全、高效和可持續(xù)發(fā)展作出積極的貢獻。國家工程研究中心擁有該項技術(shù)完全自主知識產(chǎn)權(quán)，為淮南礦業(yè)集團公司被命名為安徽省自主創(chuàng)新高新技術(shù)企業(yè)增添了厚重的內(nèi)涵。 始終不渝地推進技術(shù)創(chuàng)新已成為淮南煤礦能夠走出困境的法寶之一。創(chuàng)新不僅保護了生命，更促進生產(chǎn)力發(fā)展，昔日夢寐以求的年產(chǎn)百萬噸綜采隊如今在礦區(qū)遍地開花，顧橋礦創(chuàng)造了綜采年產(chǎn) 419 萬噸驕人成績，張集礦采用國產(chǎn)綜采設備連續(xù)四年創(chuàng)同等條件下綜采單產(chǎn)、工效全國新記錄?；茨系V業(yè)集團強力推進工程中心建設，依靠國家工程研究中心，開展瓦斯治理技術(shù)創(chuàng)新，為創(chuàng)新人才打造脫穎而出的平臺，為創(chuàng)新思想和活動提供良好的 文化環(huán)境，實現(xiàn)創(chuàng)新風險的最小化和創(chuàng)新價值的最大化。 ”創(chuàng)新是企業(yè)永葆競爭優(yōu)勢的源泉，反之，用老黃歷看新問題，固步自封必將導致企業(yè)衰敗。國家工程中心唯有當推動技術(shù)創(chuàng)新的實踐者和先鋒隊，才能將發(fā)展的長期主動權(quán)牢牢把握在手。 始終不渝地推進技術(shù)創(chuàng)新，需要淮南煤礦人撲倒身子，敢想、敢干、實干。這就需要我們拿出國家工程中心在推進 Y型通風 沿空留巷技術(shù)試驗過程中的闖勁、韌勁，既要敢走前人沒有走過的路，不畏首畏尾，又要本著科學務實的態(tài)度，注重經(jīng)濟技術(shù)一體化，圍繞企業(yè)需要做學問、做技術(shù)。 周世寧（中國礦業(yè)大學 院士）：這個項目是一個非常好的項目。 殷作如（開灤集團 總經(jīng)理）：淮南在瓦斯治理方面做了大量的工作，年年都有新成果，這是不斷進行技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果。 彭蘇萍（中國礦業(yè)大學（北京） 院士）：這個項目是低透氣性煤層無煤柱煤與瓦斯共采的關(guān)鍵技術(shù)，是一個突破。 王金力（神華能源股份公司 副總裁）：這個項目成功實施，對神華來說，有著現(xiàn)實的指導意義。 胡省三（中國煤炭學會 常務副理事長兼秘書長）：在開采高瓦斯、低透氣性煤層時，既能將瓦斯抽采出來，又保證了安全高效開采，這個項目好。 成玉琪（中國煤炭學會 副秘書長）：煤與瓦斯共采是很了不起的重大技術(shù)，淮南不僅有這個思路，而且在實踐中取得了成功。這一項目研究成功，是煤礦安全高效開采領(lǐng)域的一項重大技術(shù)革命。 2020 年以來，淮南礦業(yè)集團針對礦區(qū)和全國煤礦高瓦斯礦井安全高效開采面臨的突出問題，在充分調(diào)研國內(nèi)外煤炭開采現(xiàn)狀后 ，于 2020 年提出了 “低透氣性煤層群無煤柱快速留巷 Y型通風煤與瓦斯共采課題 ”并立項研究， 2020 年完成實驗室模擬、相關(guān)材料、系統(tǒng)設計研究， 2020 年開始進行井下工業(yè)性試驗并取得成功， 2020 年底項目申報 ,日前通過了行業(yè)鑒定。并總結(jié)指出：該研究課題采用無煤柱沿空留巷 Y型通風卸壓開采抽采瓦斯，實現(xiàn)煤與瓦斯共采，解決了深井高瓦斯、高地應力、低透氣性煤層群煤與瓦斯共采技術(shù)難題。研究成果集成創(chuàng)新了沿空留巷 Y型通風煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備及工藝系統(tǒng)，在淮南顧橋礦、新莊孜礦，以及皖北臥龍湖等煤礦成功實施了該技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。 眾所周知，淮南礦區(qū)研發(fā)創(chuàng)新的礦井淺部依托巖巷工程抽采瓦斯的治理技術(shù)是成熟的，但是當?shù)V井進入深部開采以后卻受到了嚴峻的挑戰(zhàn)，因為大量的瓦斯治理巖巷的實施難度越來越大，突出表現(xiàn)為： 一是深部開采面臨的安全威脅和技術(shù)難題需要突破?；茨系V區(qū)是其中的典型代表，煤層瓦斯含量高 (12～ 36 立方米 /噸 )，煤質(zhì)松軟 (堅固性系數(shù) f 為～ )，煤層透氣性低 (滲透率為 毫達西 )，瓦斯壓力大 (高達 兆帕 )。未來十年，煤與瓦斯突出威脅繼續(xù)增加、軟巖支護困難、采空側(cè)小煤柱地壓大等很多問題日趨嚴重，深部開采面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。我國大多數(shù)煤礦煤層氣賦存具有低壓力、低滲透率、低 飽和度及非均質(zhì)性強的 “三低一強 ”的特性，尤其是低滲透率和非均質(zhì)性，很不利于直接抽采。因此，在現(xiàn)有技術(shù)工藝條件下，直接從地面開采煤層氣還有相當大的難度，也不符合我國大多數(shù)礦區(qū)煤層賦存條件。在 低透氣性高瓦斯突出危險煤層直接進行原始煤體抽采瓦斯消突，需鉆孔布置密集、抽采時間長，效果差，嚴重影響瓦斯治理的效率和高瓦斯煤礦安全高效開采。例如淮南礦區(qū)，探明大于 3 米落差斷層達 2970 多條，水平地應力大，實測 820 米水平的最大主應力為 兆帕，軟巖遇水膨脹，巖層松軟破碎，裂隙發(fā)育，屬于典型的軟巖礦區(qū)，深部巖巷的掘進和支護制約因素日益突出。 傳統(tǒng)的 U 型通風方式無法解決深部 高瓦斯采煤工作面上隅角瓦斯超限問題，安全威脅極大。但是，以淮南礦區(qū)為例，煤層瓦斯含量最高達 36 立方米 /噸，要抽采到 8 立方米 /噸以下，一是采用地面開采煤層氣不能實現(xiàn)，二是采用井下巖巷預抽的傳統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，但需抽采 10～ 20 年。 因此，煤礦瓦斯治理國家工程研究中心、淮南礦業(yè)集團結(jié)合低透氣性煤層群開采面臨的諸多技術(shù)難題，決定立項研究，同時組織安徽建筑工業(yè)學院、中國礦業(yè)大學、沈陽天安公司、安徽理工大學等進行產(chǎn)學研研發(fā)。項目研究成功，破解了低透氣性高瓦斯煤層群無煤柱煤與瓦斯共采世界性技術(shù)難題，實現(xiàn)了安全高效開采。 “低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù) ”研究課 題正是在這樣的背景下提出，將高瓦斯、高地壓、低透氣性煤層群的技術(shù)難題統(tǒng)籌考慮，研究探索，以沿空留巷的方式一體化解決高瓦斯、高地壓、井巷失穩(wěn)、瓦斯突出等開采技術(shù)難題，通過通風降溫、簡化采掘接替、實現(xiàn)連續(xù)開采，并為連續(xù)高效抽采采動卸壓瓦斯，治理煤層群瓦斯提供最佳的工作空間，提出基于無煤柱快速留巷 Y型通風抽采卸壓瓦斯的煤與瓦斯共采的技術(shù)路線。主要技術(shù)成果是： 系統(tǒng)地提出無煤柱留巷鉆孔法煤與瓦斯共采新理論。 創(chuàng)新了 三項無煤柱留巷鉆孔煤與瓦斯共采技術(shù)。在對沿空留巷內(nèi)外層圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性科學分析基礎(chǔ)上，提出了沿空留巷巷內(nèi)合理支護形式為錨桿支護；提出包括巷道破裂圍巖體強度強化、錨桿支護承載性能強化和圍巖承載結(jié)構(gòu)強化的沿空留巷巷內(nèi)錨桿強化支護技術(shù)原理；新型錨桿強化支護技術(shù)是指超高強度桿體、高預緊力、系統(tǒng)高剛度為核心的 “三高 ”錨桿支護技術(shù)。 第二項技術(shù)：巷旁充填材料研制與快速留巷充填工藝系統(tǒng)集成創(chuàng)新?？焖倭粝锵锱猿涮罟に囅到y(tǒng)包括：地面干混充填料制備系統(tǒng)、干混充填料由 地面至井下泵站運輸系統(tǒng)、干混充填料送至充填泵料斗上料系統(tǒng)、充填料漿的制備與泵送系統(tǒng)和充填模板支架系統(tǒng)；研發(fā)了集裝料箱式自動卸料至上料系統(tǒng)的高效充填材料的輸送系統(tǒng)，自主研發(fā)了充填模板支架，縮短了立模時間。包含：低位鉆孔抽采采空區(qū)富集瓦斯技術(shù)，利用留巷形成的聚集瓦斯的采動裂隙 “豎向帶狀裂隙區(qū) ”進行采空區(qū)高濃度瓦斯抽采，有效解決了工作面留巷回風流瓦斯超限問題和礦井高濃度瓦斯抽采利用的問題；高位鉆孔抽采頂?shù)走h程卸壓煤層瓦斯技術(shù)，在留巷內(nèi)布置上向穿層鉆孔抽采上部遠程卸壓 煤層瓦斯，下向穿層鉆孔抽采下部遠程卸壓煤層瓦斯；留巷鉆孔抽采瓦斯的保障技術(shù)，通過控制采空區(qū)埋管抽采管道口的數(shù)量和開啟程度控制采空區(qū)瓦斯抽采量和抽采瓦斯?jié)舛?，因此，Y型通風對瓦斯管理具有安全可靠性。第一種典型條件：遠距離煤層群煤與瓦斯共采工業(yè)性試驗。工作面日推進度 米、日產(chǎn)原煤 16000噸，創(chuàng)同類工作面日產(chǎn)新高、日開采煤層氣 30946 立方米，抽采率超過 70%。通過實施沿空留巷 Y型通風技術(shù)，優(yōu)化抽采鉆孔布置，研究并實施了傾向鉆孔抽采頂?shù)装灞槐Ｗo煤層 (高瓦斯強突出煤層 )卸壓瓦斯，保護層工作面回采期間瓦斯抽采量占工作面總的瓦斯量比例最高達 85%，平均為 75%。經(jīng)濟效益和社會效益顯著。以最經(jīng)濟、最簡捷、最易實施的優(yōu)越性替代淺部專用 巷道法為主的抽采瓦斯技術(shù)；變工作面?zhèn)鹘y(tǒng)的 U 型通風方式為 Y 型通風方式，實現(xiàn)了瓦斯治理治得住、治得快、治得省。 女士們、先生們、朋友們： 淮南礦區(qū)近十年來，堅持技術(shù)創(chuàng)新，堅持發(fā)展先進生產(chǎn)力，保護生命，保護資源，保護環(huán)境，取得了以瓦斯治理為主的安全高效開采技術(shù)的重大突破，使企業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，讓一個 50 多年產(chǎn)量在千萬噸徘徊的老煤礦企業(yè)，經(jīng)過短短 5～ 6 年時間超常發(fā)展，已經(jīng)具備 8000 萬噸煤炭生產(chǎn)規(guī)模。淮南礦區(qū)年度抽采瓦斯由 500 萬立方米猛增到 2 億立方米以上，抽采率由 5%增加至 48%，瓦斯利用率達 70%以上，抽采出濃度 10%以上的瓦斯直接用于發(fā)電，濃度 30%以上的瓦斯作為民用和鍋爐燃燒，瓦斯利用的成本大幅度降低，并率先研究成功低濃度瓦斯安全輸送和利用技術(shù)；同時采煤機械化程度由 28%提高到 91%，綜采單產(chǎn)效率增加了 5 倍，百萬噸死亡率由 降至 ，實現(xiàn)了安全高效生產(chǎn)；并且堅持創(chuàng)新發(fā)展，和諧發(fā)展，規(guī)模發(fā)展電力、資本產(chǎn)業(yè)，培育煤化工、煤機和環(huán)保產(chǎn)業(yè)，由此，百年礦業(yè)構(gòu)筑了以 “煤電能源 ”為本的百年產(chǎn)業(yè)體系，初步建成了一個具有中國特色和時代特點的新型能源企業(yè)，走出了一條科學發(fā)展、和諧發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展的成功道路！ 女士們、先生們、朋友們： 我們將不辜負國家重托，建設好煤礦瓦斯治理國家工程研究中心，利用淮南礦區(qū)特殊的煤層瓦斯地質(zhì)條件，加倍努力，繼續(xù)創(chuàng)新，戰(zhàn)略目標是，把煤礦瓦斯治理國家工程研究中心建設成為中國煤礦技術(shù)創(chuàng)新的先行者，世界煤礦難點技術(shù)的攻關(guān)者和中國煤礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的奠基者。大家知道低透氣性煤層經(jīng)采動后大量瓦斯積聚在采空區(qū)和卸壓的巖層內(nèi)，此項技術(shù)實現(xiàn)了煤與瓦斯共采解決了安全問題。使礦井開采向本質(zhì)安全型邁進了一大步，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益，開創(chuàng)了該類 條件下國內(nèi)外煤層安全高效開采先例。首先，先該項技術(shù)符合國家制定的 “先抽后采 ”安全開采方針和 “煤與瓦斯共采 ”能源戰(zhàn)略，對我國開發(fā)深部煤炭和煤層氣資源，改善礦井安全條件和保護環(huán)境，實施國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等均具有十分重要的意義。第三，此項課題的研制成功，離不開淮南礦業(yè)集團長期以來與眾多科研院所、高校形成的團隊共同努力，企業(yè)是創(chuàng)新的主體。 總之，為了解決瓦斯對安全和環(huán)境的威協(xié)，變瓦斯為能源，針對低透氣性煤層難以實現(xiàn)地面抽采，充分利用開采時形成的巷道和采動后大量釋放瓦斯的特點走煤與瓦斯共采之路，這是最經(jīng)濟、科學而且合理的辦法。然而，任何一項新技術(shù)走向 工業(yè)化生產(chǎn)的道路并非坦途。因此，我建議在全國煤炭行業(yè)類似條件的礦井，積極穩(wěn)妥地推廣應用這項煤與瓦斯共采的新技術(shù)。 課題組在充分調(diào)研國際煤炭開采現(xiàn)狀后，于 2020 年提出煤層群無煤柱快速留巷 Y 型通風煤氣共采研究課題。鑒定委員會專家對研究成果給予高度評價：該研究課題采用無煤柱沿空留巷 Y 型通風卸壓開采，解決了深井高瓦斯、低滲透率、高地應 力等復雜地質(zhì)條件礦區(qū)煤與瓦斯共采技術(shù)難題。研究成果集成創(chuàng)新了沿空留巷 Y 型通風煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)所涉及的理論、技術(shù)、材料、裝備及工藝系統(tǒng)，在淮南顧橋、新莊孜，皖北臥龍湖等礦成功實施該技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，達到了國際領(lǐng)先水平。 深部開采面臨的安全技術(shù)問題難以突破 ——— 淮南礦區(qū)是我國地質(zhì)條件復雜、災害頻發(fā)煤礦的典型代表，煤層賦存特征為高瓦斯煤層群 (8— 15 層可采煤層 )，煤層瓦斯含量高 (12— 36m3/t)，煤質(zhì)極松軟 (堅固性系數(shù) f 為— )，煤層透氣性低 (滲透率為 )，瓦斯壓力大 (高達 )。 高瓦斯低透氣性煤層抽采瓦斯難度大，淺部瓦斯治理技術(shù)在深部實施困難。高瓦斯突出危險煤層透氣性通常比較低，直接進行原始煤體煤層氣抽采瓦斯消突，需鉆孔布置密集、抽采時間長、效果差，在淺部以巷道或巷道 +穿層鉆孔抽采 (巷道鉆孔法 )卸壓瓦斯的成功經(jīng)驗，以及突出煤層 “ 一面四巷 ”( 煤層巷道開掘前先布置兩條巖巷 )預抽瓦斯消突的有效措施，均 需要提前準備大量的巖巷和鉆孔工程，采掘接替緊張，實施困難。淮南礦區(qū)地質(zhì)條件復雜，斷層構(gòu)造多，水平地應力大，實測 — 820m 水平的最大主應力為 ，軟巖遇水膨脹，巖層松軟破碎，裂隙發(fā)育，屬于典型的軟巖礦區(qū)，深部巖巷的掘進和支護制約作用日益突出。 傳統(tǒng)的 U 型通風方式無法解決深部采煤工作面隅角瓦斯超限問題?；茨系V區(qū)目前最大開采深度 — 780m，開拓深度 — 840m，地熱災害嚴重。 地面鉆井抽采低透氣性煤層瓦斯難度相當大 ——— 我國大多數(shù)煤礦區(qū)煤層氣賦存具有低壓力、低滲透率、低飽和度及非均質(zhì)性強的 “ 三低一強 ” 的特性，尤其是低滲透率和非均質(zhì)性，很不利于直接抽采。因此，在現(xiàn)有技術(shù)工藝條件下，直接從地面開采煤層氣技術(shù)上還有相當大的難度，不符合我國大多數(shù)煤礦區(qū)的客觀條件。煤炭是我國的主導能源，高速發(fā)展的社會經(jīng)濟急需大量能源，而東部地區(qū)煤炭作為國家主要能源基地長期不可替代，按照傳統(tǒng)技術(shù)方法，顯然不能適應國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求。因此，研究并總結(jié)一整套適合低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)，既是淮南礦區(qū)多年技術(shù)創(chuàng)新的追求和即將大力開發(fā)深部煤、氣資源的技術(shù)需要，也是貫徹落實國家能源政策和實現(xiàn)煤礦安全高效開采的客觀需求。 這項技術(shù)研究，充分采用了實驗室相似材料模擬、數(shù)值模擬、圍巖結(jié)構(gòu)理論分析等綜合手段，結(jié)合淮南礦區(qū)幾種典型的高瓦斯、高地壓煤層開采的工業(yè)性試驗，實現(xiàn)了低透氣性煤層群無煤柱煤氣共采技術(shù)的集成。 根據(jù)煤層群賦存條件，首采關(guān)鍵卸壓層，沿采空區(qū)邊緣沿空留巷實施無煤柱連續(xù)開采，在留巷內(nèi)布置上、下向高、低位鉆孔，抽采頂?shù)?板卸壓瓦斯和采空區(qū)富集瓦斯的煤層瓦斯開采技術(shù)，并通過創(chuàng)新快速構(gòu)建沿空留巷巷旁充填墻體技術(shù)，實現(xiàn)與綜采工作面同步推進的煤與瓦斯高效共采的開采方法，替代了多巖巷的抽采卸壓煤層氣的煤氣共采技術(shù)體系。 第一項技術(shù)：沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制技術(shù)。選擇超強桿體、高剛度護網(wǎng)、超大托盤、超強大扭矩阻尼螺母，實施大扭矩安裝、維持錨桿的荷載，并向圍巖擴散，形成高強主動高阻穩(wěn)定的錨桿支護圍巖承