DOC《附件2》

附件2 推广先进安全技术装备目录 技术成果报告

一、煤矿安全

(一)煤矿井下1500m深孔大功率定向钻进装备 1.

适用范围及推广前景 该技术装备适用于中硬煤层顺层定向长钻孔、顶板高位定向长钻孔等瓦斯抽采钻孔施工,已成功在山西兰花煤业集团、陕西长武亭南煤业有限责任公司、山西晋煤集团等大型煤炭企业成功推广20台套,实现产值近2亿元.随着各大煤矿降本增效的推进和安全生产向高效化发展,尤其是煤层气区域抽采及顶板高位长钻孔替代高抽巷施工技术的推广,该技术装备的应用前景良好. 2.技术内容 (1)主要功能 主要用于煤矿井下大直径瓦斯抽放钻孔及其它工程孔的施工,为我国煤矿井下煤层气区域抽采及走向长钻孔替代高抽巷提供可靠的技术和装备. (2)主要技术指标 具备施工1500m定向长钻孔的能力. 给进装置行程:1200mm 最大输出转矩:12000Nm 主轴通孔直径:Φ135mm,可以通过Φ73mm和Φ89mm的通缆钻杆、Φ95mm、Φ102mm和Φ127mm的打捞钻具 泥浆介质输出流量:390L/min,压力12MPa 3.典型应用案例 2014年8月~2015年12月间,在山西晋城无烟煤矿集团有限责任公司寺河煤矿进行现场工业性试验,完成了孔深超过1500m的能力孔两个,分别创造了本煤层瓦斯抽采长钻孔孔径Φ120mm,1881m和顶板高位瓦斯抽采长钻孔孔径Φ153mm,1026m的纪录. 4.申报单位联系方式 申报单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 联系人:任亚平

电话:029-81778018 地址:西安市高新区锦业一路82号 邮编:710077 E-mail:[email protected]

(二)矿用本安型电磁波无线随钻测量技术与装备 1.适用范围及推广前景 该技术装备适用于煤矿井下定向钻孔、瓦斯抽放钻孔、超前探测孔等钻孔施工,同时可适用于地面勘探钻孔、煤层气开采水平分支孔等钻孔施工.全国煤矿每年中等距离钻孔瓦斯抽放孔和探放水孔进尺达到了百万公里以上,其中大部分定向钻进随钻测量是利用中心通缆钻杆(有线)传输轨迹测量信号,采用无线随钻测量技术后,以500m孔深钻进为例,可直接节省成本80余万元;

可与不同型号普通钻机配套使用,市场应用前景广阔. 2.技术内容 (1)主要功能 该装备运用无线电磁波的信号传输方式,信号传输速率可达50bit/s、单次测量时间25s,可对钻孔施工过程中的钻孔倾角、方位角、工具面向角等参数进行无线随钻测量,同时可实现钻孔参数、钻孔轨迹的即时显示功能. (2)主要技术指标 测量精度(绝对误差): 方位角: 1.2°(测量范围:0°~360°) 倾角:0.2°(测量范围:-90°~90°) 工具面向角:1.2°(测量范围:0°~360°) 传输距离:>

500m 传输速率:50bit/s. 3.典型应用案例 2014年6月~2015年11月间,在山西晋城无烟煤矿集团有限责任公司寺河煤矿进行现场工业性试验,累计进尺16646m,单孔最深525m,连续随钻测量时间达420h. 2015年12月~2016年1月间,在神华亿利能源有限责任公司黄玉川煤矿进行现场工业性试验,贯穿孔深度为516m,钻孔的终孔出口点位置的水平距离偏差5.66m、上下距离偏差为0.34m,创造了煤矿井下电磁波无线随钻测量孔深超过500m、终孔位置误差Q1.1%的世界记录. 2017年5月16日~2017年9月间,在淮南矿业集团潘三矿进行基于空气螺杆马达的松软煤层条件下定向钻进工业性示范试验,累计进尺约1500m,最大孔深231m,下筛管220m,煤孔段进尺197m,煤层钻遇率达到85.3%.钻孔日抽采瓦斯纯量700余m3,是常规钻孔的5倍以上. 4.申报单位联系方式 申报单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 联系人:任亚平

电话:029-81778018 地址:西安市高新区锦业一路82号 邮编:710077 E-mail:[email protected]

(三)高瓦斯突出煤层 钻-冲-割 耦合卸压及瓦斯高效抽采技术 1.适用范围及推广前景 该技术装备适用于高瓦斯突出煤层造缝增透,其安全、经济、环境效益显著,可提高瓦斯资源抽采效率,实现突出矿井井下瓦斯高效抽采. 2.技术内容 (1)主要功能 由 钻-冲-割 一体化作业专用钻头、耐高压密封水辨、耐高压密封钻杆、安全控制装置等在内的高压水射流系统等组成,可实现低压钻进、中压冲孔和高压割缝的耦合作业,完成抽采钻孔 钻-冲-割 一体化成孔,减少喷孔现象发生,同时增加抽采钻孔影响范围,提高瓦斯抽采率. (2)主要技术指标 1)使用 低压钻孔+中压冲孔+高压割缝 耦合工艺的网络化致裂增透模式,实现煤矿井下瓦斯抽采钻孔钻进、冲孔、割缝一体化作业. 2)在单一煤层 底板巷道+穿层钻孔'

钻冲割'

协同卸压增透模式的基础上,采用底板穿层普通钻孔与钻冲割钻孔之间协同的 逐级卸压 和 递进掩护 等耦合卸压模式,可破解普通钻孔瓦斯抽采存在的 孤岛 效应. 3)通过研究石门揭煤过程中应力、瓦斯的分布和演化规律,发现了 强圈越强,弱圈越弱 则突出危险性越小的规律;

提出了基于 钻冲割 一体化技术的 弱圈让、强圈抗 的高瓦斯突出煤层强弱耦合石门安全揭煤模式. 4)针对钻孔在动载荷下的破裂机制,研制出能适应钻孔裂隙动态变化的柔性膨胀封孔材料,提出返渣封孔和封隔一体主动式组合封孔方法,可有效解决封孔技术难题. 3.典型应用案例 该技术装备在平煤股份八矿、十矿、十二矿、十三矿、河南平宝煤业有限公司、义煤集团新义煤矿、新安煤矿和孟津煤矿推广应用,2013年1月至今增加产量239.9万吨,实现了突出矿井瓦斯高效抽采. 4.申报单位联系方式 申报单位:中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 联系人:武浩

电话:0375-2787633 地址:河南省平顶山市矿工中路21号 邮编:467000 E-mail:[email protected]

(四)矿用分布式激光甲烷监控装置 1.适用范围及推广前景 该技术装备适合于恶劣条件下甲烷浓度分布式测量及精确定位.激光和光纤传感器对电磁干扰、工业干扰具有很强的抵御能力,适宜在易燃易爆、高温、高压、潮湿、强电磁场、强腐蚀性等恶劣条件下使用,可实现较大空间范围的连续监测,具有独特的应用价值. 2.技术内容 (1)主要功能 1)采用高分辨率激光吸收光谱技术,消除气体交叉干扰,避免甲烷监测误报;

2)采用波长调制光谱技术,提高甲烷监测的灵敏度、精度和速度;

3)采用分布式光纤传感技术,激光器和测量元件同采样气室分开,实现远方、长距离(>

5000米)无源瓦斯准确监测;

4)主机内置智能分析,将多只监测探头数据进行关联分析,提供瓦斯积聚预警和故障自检,降低误诊误报;

5)装置和主机能支持本地/远程配置、支持地面中心站发出的各种控制指令;

6)具有甲烷超限报警及甲烷风电闭锁功能;

7)主机采用4.3寸真彩TFT液晶显示屏,单屏显示监测信息,便于现场安装与维护;

8)探头具有本地显示和声光报警功能. (2)主要技术指标 1)监控容量: 甲烷监测探头数量:7个;

模拟量接口:8个;

开关量接口:6个;

控制接口数量:8个;

2)甲烷监测量程:0.00~10.0% 3)甲烷监测误差:0.00~1.00%时,±0.03%;

1.00~10.0%时,真值的±3% 4)甲烷监测T90:≤25s(7路探头) 5)甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间:≤2s. 3.典型应用案例 分别在中煤集团葫芦素矿、淮南集团顾北矿、开滦集团林南仓矿进行了示范性试用,在中煤集团葫芦素矿使用情况如下: 装置于2014年10月25日开始安装试用,现场持续监测27天.试用装置为1台主机+2个探头模式,2个测点均为固定测量,分别位于21102主运巷掘进回风处.该装置在运行过程中,与甲烷标准气样几次对比并与巷道内其它环境甲烷传感器对比发现:激光甲烷传感器相较于传统催化燃烧传感器在测量精度、响应时间、监测数据的稳定性、受交叉及其干扰方面都具有明显优势,测量更加准确和稳定,自校验功能更加完备、更方便使用和提高工作效率. 4.申报单位联系方式 申报单位:光力科技股份有限公司 联系人:李晓华

电话:0371-67858887 地址:郑州高新区长椿路10号 邮编:450001 E-mail:[email protected]

(五)复杂地质条件下瓦斯压力测定新技术 1.适用范围及推广前景 该技术装备适用于郑州矿区 三软 煤层复杂地质条件下的瓦斯压力测试,解决了煤层松软塌孔、钻孔含水和裂隙发育对测压结果造成的影响,提高了复杂地质条件下瓦斯压力测定结果的准确性和可靠性,为矿井安全生产创造了有利条件.不仅适用于试验矿井,也适用于类似条件的其他矿井,应用前景广阔. 2.技术内容 (1)主要功能 采用以 高低位双测压管 为核心的测压理论和配套的快速注浆封孔装置,利用实验室试验和现场实测相结合的瓦斯压力测定可靠性评价指标体系,准确测定复杂地质条件下煤层瓦斯压力. (2)主要技术指标 采用 两堵一注 囊带式封孔装置和膨胀封孔材料,实现测压钻孔的带压快速密封,注浆压力可达2MPa以上,钻孔封孔和压力表的安装同时完成,实现了提前24h安表.其中膨胀材料由膨胀剂(膨胀率不低于0.02%)、水泥(硅酸盐水泥、标号不低于425号)与水按一定比例制成,水灰比为1:1~1:1.5.封孔器采用 两堵一注 封孔器,由注浆管、单向阀、爆破阀、膨胀袋、堵头等构成,能承受不小于2MPa的注浆压力.压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1.5倍,准确度优于1.5级,并符合JJG52的规定. 3.典型应用案例 该技术装备已在郑煤集团新郑煤电有限责任公司、振兴二矿、磴槽矿进行工业性试验.实验结果表明,该装置有效排除了测压过程中测压孔内水压力的干扰,提高了复杂地质条件下瓦斯压力测定结果的准确性和可靠性,为矿井安全生产创造了有利条件,取得了良好的效果.新郑煤电有限责任公司矿二1煤层14采区瓦斯压力测定工作于2014年2月开展进行,测压地点选取在14采区运输上山与回风上山二1煤层.振兴二矿瓦斯压力测定于2014年11月份进行,测压地点选取在11131底抽巷1号钻场内.蹬槽煤矿瓦斯压力测定于2014年3月份开展实施,测压地点位于21采区轨道下山. 4.申报单位联系方式 申报单位:郑州煤炭工业(集团)有限责任公司 联系人:张安生

电话:0371-87788922 地址:河南省郑州市中原西路188号 邮编:450042 E-mail:[email protected]

(六)煤矿井下煤层密闭取心瓦斯含量测定技术及装置 1.适用范围及推广前景 该技术及装置适用于煤矿井下原始条件和抽采泄压后煤层瓦斯含量的精准测定,采用密闭方式采取煤样可避免因煤样暴漏瓦斯含量测试不准的问题,提高煤层瓦斯含量测试准确性.随着煤矿井下区域瓦斯赋存规律预测及区域瓦斯抽采效果检测与评价工作的深入开展,该技术及装置的应用前景良好. 2.技术内容 (1)主要功能 主要用于煤矿井下煤层瓦斯含量或煤系地层页岩气含量的测定,为我国煤层瓦斯参数测定、瓦斯赋存规律预测及瓦斯抽采达标效果检测与评价提供可靠技术和设备保障. (2)主要技术指标 设备密闭压力:6MPa;

井下密闭取心钻孔深度:500m;

煤样采取率:80%以上. 3.典型应用案例 该装置在山西晋煤集团寺河煤矿、成庄煤矿,安徽淮北芦岭煤矿,陕西彬长胡家河煤矿和河南焦作赵固二矿等,开展了不同地区、不同煤阶、不同煤体结构和不同钻孔工艺的试验和应用,并分别进行普通取心和密闭取心两种方法的对比研究. 2016年6月~2016年8月,在河南焦煤集团赵固二矿井下区域瓦斯含量测定中进行了工业性应用.完成了500m顺煤层长钻孔的密闭取样煤层瓦斯含量测定,采用密闭取心方式采取煤样8个,密闭取心方式瓦斯含量测定结果较常规取心方式提高了30%~70%. 4.申报单位联系方式 申报单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 联系人:任亚平

电话:029-81778018 地址:西安市高新区锦业一路82号 邮编:710077 E-mail:[email protected]

(七)煤层瓦斯突出参数测试仪 1.适用范围及推广前景 该技术装备适用于煤与瓦斯突出矿井采掘工作面区域突出危险性验证及局部突出危险性预测,是煤与瓦斯突出防治的重要安全仪器,推广前景较好. 2.技术内容 (1)主要功能 便携手持式矿用本质安全型仪器,主要用于井下测定钻屑瓦斯解吸指标K

1、h2和钻屑量指标S值.实现K1和h2双指标双通道同时测定,提出了h2电算算法,平行样测量结果具有较高的一致性.罐内压力测量精度等级1.5级,压力测量范围0~10kPa,电池供电连续工作时间≥8h. (2)主要技术指标 1)双通道双参数(两路K1和h2)测量;

2)测压范围:80~120kPa;

3)手持便携式,主机重量................