在煤矿安全生产的征途上，瓦斯灾害始终是悬在矿工头顶的一把利剑。然而，随着一项名为“井下钻孔地面压裂区域瓦斯治理技术”（简称UDFFD瓦斯治理技术）的应用，这一困境正逐步被打破。在此前举办的“矿山安全科技进内蒙古”活动中，北京九尊能源技术股份有限公司技术顾问赵生山教授级高工分享了《井下钻孔地面压裂区域瓦斯治理技术（UDFFD瓦斯治理技术）》，以其卓越的性能和显著的效果，在煤矿瓦斯治理领域掀起了一场革命。

技术背景：挑战与机遇并存

近年来，随着国内煤矿开采深度的不断增加、开采强度的持续加大以及开采条件的日益恶化，瓦斯灾害的治理难度和危害程度也随之加大。尽管在先进的瓦斯治理理念引领下，重特大瓦斯事故得到了有效遏制，但瓦斯治理技术仍需不断创新，以满足“治得住、治得省、治得快”的新要求。

“现有的瓦斯治理技术存在增透效果差、抽采效率低、采掘抽失衡、治理时间长等问题。”赵生山在演讲中坦言。为了破解这些难题，北京九尊能源技术股份有限公司于2018年开发了UDFFD瓦斯治理技术，旨在实现区域超前治理、高效抽采达标，有效缓解采掘接续紧张的状况。

技术体系：创新融合，精准施策

UDFFD瓦斯治理技术是一项将地面煤层气开发技术与煤矿井下瓦斯治理技术高度融合的新型实用技术。其核心在于利用地面油气压力设备与技术，将高压大流量的压力液和压力砂通过辐射在井筒或专用钻孔井下巷道的高压管线，将钻孔压入煤层，对煤层进行增透，然后采用油气排水降压采气技术和煤矿井下负压抽采技术进行快速抽采。

赵生山详细介绍了该技术的六大核心环节：地质评价及布孔技术、井下布孔和管线铺设技术、地面压裂技术、抽采技术、安全保障技术以及系统承载技术。其中：

地质评价及布孔技术通过对压力煤层的区域、地质条件、周边环境进行全面评价和分析，实现压力布孔设计，既最大限度形成网状立体裂缝，又避免压力造成井下安全事故。

井下布孔和管线铺设技术则采用定向转机从煤层的顶底板巷道打进入煤层的两台孔绳结构转孔，实现压裂孔、固得住、封得严。管线铺设技术则根据不同的应用场景、压力参数和治理范围进行管线铺设方案的选择与设计，一个固定的压力场可满足6000米管线区域内的压力工作。

地面压裂技术将压裂场地设在工业广场，采用油气压裂设备及技术对煤层实施高压大流量携砂液压裂，解决了井下水位压力范围小、造风能力弱、裂缝支撑能力差的问题。抽采技术则在压裂后采用先地面后井下油气排水降压采集技术缓慢降压，当孔口出现水中含气两相流时，将钻孔与井下瓦斯车载系统连接，开始采气。

安全保障技术则通过地面及井下微震技术、瓦斯监控、抽采监测、视频监控、压力监测等综合手段，实时监测裂缝在安全预警线、停压线方向的发展，指挥压力工作，保障压力区域的安全。

系统承载技术则通过压力孔作为主抽孔，补打在压裂区域边缘的孔作为卸除孔，压裂区内布置的孔作为补充孔，三层联动一体化抽采，实现快速抽采达标。

技术性能与优势：高效、安全、经济

UDFFD瓦斯治理技术以其卓越的性能和显著的优势，在煤矿瓦斯治理领域脱颖而出。赵生山在演讲中列举了该技术的几大亮点：

增透范围大，应用范围广：压力可达20到45兆帕，流量达每分钟6到9立方，针头范围可达长轴300米、短轴200米，影响范围可达长轴400米、短轴300米以上，可应用于多个场景。

产气快，抽采效率高，达标时间短：压裂15天后即可产浓度85%以上的瓦斯，单孔存量每分1至6m³的瓦斯，比普通砖块抽采达标时间短一半以上。

超前治理优，综合成本低：减少钻孔工程量50%以上，减少底（顶）抽巷1/2-2/3，降低了治理成本。

安全有保障，经济效益高：掘进效率提高40%，回采产能提高30%，吨煤瓦斯涌出量减少10%左右，显著提升了煤矿的安全生产水平和经济效益。

减排效果好：抽采的瓦斯浓度和存量大幅提高，实现了瓦斯的高效抽采与利用，有助于减少温室气体排放，保护环境。

赵生山还强调，UDFFD技术与其他技术相比，具有地面煤层气的压裂和加砂能力、井下水力压裂的灵活性以及压裂场地固定、井下管路铺设灵活的优势。“便捷”、“灵活”、“适宜”、“两高”成为了该技术的代名词。

应用案例：成功实践，效果显著

UDFFD瓦斯治理技术已经在多个煤矿成功应用，取得了显著的效果。赵生山以贵州金沙县龙凤矿为例，详细介绍了该技术的应用情况。

龙凤矿位于贵州省毕节市金沙县，年产120万吨，属突出矿井。主采的九号煤层倾角3到6度，煤层厚度2.8米。该矿井先期的压裂地点为1905工作面，共布置了四个压裂孔。通过UDFFD技术的实施，压裂区域内的瓦斯抽采效果显著提升。

数据显示，压裂后抽采的平均浓度达到了87%以上，最高达到了100%；平均存量每天达到了4178立方，最高存量每天达到了8430立方；单孔的瞬时存量每分达到了2.9立方米。与非压裂区相比，压裂及影响区内的瓦斯含量显著降低，瓦斯压力大幅下降，掘进效率和回采效率均得到了显著提升。

此外，赵生山还介绍了贵州林华矿的应用情况。林华矿设计产能150万吨，也是突出矿井。通过UDFFD技术的实施，该矿井的瓦斯抽采效果同样显著。一期和二期压裂孔的单孔抽采平均存量分别达到了每天2314到4632立方和每天4233到5313立方；平均浓度分别达到了52.6%到93%和78%到100%；单孔的瞬时存量每分分别达到了2.16到3.12立方。

这些成功案例充分证明了UDFFD瓦斯治理技术的有效性和可靠性。赵生山表示：“UDFFD技术不仅提高了瓦斯抽采效率和达标速度，还降低了治理成本和安全风险，为煤矿的安全生产提供了有力保障。”

经济与社会效益：双赢局面，未来可期

UDFFD瓦斯治理技术的成功应用，不仅为煤矿企业带来了显著的经济效益，还产生了广泛的社会效益。赵生山在演讲中详细阐述了该技术的经济与社会效益。

以龙凤矿为例，通过UDFFD技术的实施，该矿井的掘进效率提高了44.2%，回采效率提高了36.3%，合计增加产值24150万元。此外，该技术还减少了矿井风排瓦斯量，降低了温室气体排放，有助于保护环境。

赵生山指出：“UDFFD技术不仅解决了煤矿钻孔瓦斯抽采效率低、抽采达标时间长、钻孔工程量大的采掘接续紧张难题，还实现了煤矿采掘抽平衡和区域瓦斯快速消突和高效抽采，提升了矿井产能和安全管理水平。”

除了经济效益和社会效益外，UDFFD技术还具有广泛的推广价值和应用前景。赵生山表示：“该技术适用于不同类型的煤矿和地质条件，可以在全国范围内进行推广和应用。未来，我们将继续深化技术研究和应用探索，为煤矿的安全生产做出更大的贡献。”

提升方向：持续创新，引领未来

尽管UDFFD瓦斯治理技术已经取得了显著的成绩，但赵生山并没有满足于此。他在演讲中提出了下一步的提升方向，包括基础理论研究、工程应用研究、智能化建设以及标准规范建立等方面。

在基础理论研究方面，赵生山表示将继续开展井下钻孔地面压裂条件下瓦斯及煤体基础参数及瓦斯渗流规律的研究，为技术的进一步优化和提升提供理论支持。

在工程应用研究方面，赵生山提出了复杂煤岩层的钻孔成孔工艺及技术研究、远程自动控制系统的研发以及未实施应用场景的推进工作等方向。他强调：“我们将充分利用煤矿的供水能力，自主研发远程自动控制系统，实现多孔连续压裂，提高治理效率和效果。”

在智能化建设方面，赵生山表示将开发基于光纤传感的压裂、抽采监测及抽采效果评价技术，提高治理过程的智能化水平和信息化程度。

在标准规范建立方面，赵生山表示将与相关科研院校合作，制定成套的UDFFD瓦斯治理技术标准及规范，为技术的推广和应用提供有力保障。

结语

随着煤矿开采条件的日益复杂和瓦斯灾害的日益严重，瓦斯治理技术的创新和发展显得尤为重要。UDFFD瓦斯治理技术的成功研发和应用，为煤矿的安全生产提供了新的解决方案和有力保障。

赵生山教授级高工作为该技术的研发者和推广者，以其深厚的专业功底和丰富的实践经验，为煤矿瓦斯治理领域做出了重要贡献。他表示：“我们将继续深化技术研究和应用探索，为煤矿的安全生产提供更加高效、安全、经济的瓦斯治理技术。”

来源： IntelMining智能矿业