问题——瓦斯灾害防控与利用长期存“链条断点” 瓦斯既是煤矿安全生产的主要风险源之一,也是可转化利用的清洁能源;长期以来,部分高瓦斯矿井在瓦斯治理中仍面临“探不准、抽不稳、调不灵、采不优”等难题:富集区识别更多依靠经验,数据分散难以联动;抽采参数难随采动条件实时调整;井下工况复杂,传感器易误报,设备稳定性不足。这些问题不仅影响灾害防控效果,也制约煤层气规模化、稳定化利用。 原因——地质复杂与工程约束叠加,关键技术难在“系统化” 业内人士指出,高瓦斯矿井地质构造复杂、采动扰动强、裂隙演化快,使瓦斯赋存与运移呈现明显的时空动态特征;同时,井下空间受限、粉尘潮湿、强电磁干扰等条件,对监测、通信、控制和装备可靠性提出更高要求。更关键的是,瓦斯治理不是单点技术的比拼,而是“探测—抽采—调控—利用”的系统工程,任何环节薄弱都可能导致效率下降和风险累积。 影响——从“经验驱动”向“数据驱动”转变,牵动安全与转型两条主线 在煤矿智能化建设持续推进、安全生产要求不断提高的背景下,瓦斯治理能力提升将直接关系矿井本质安全水平。,煤层气作为重要非常规天然气资源,提高抽采和利用效率,有助于减少瓦斯排放、提升清洁能源供给能力,符合绿色低碳转型方向。因此,建立可复制、可推广的全链条技术体系,成为行业亟待突破的重点。 对策——聚焦全生命周期一体化,打通“探、抽、调、采”关键环节 针对上述痛点,西安科技大学依托西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室、西部矿井瓦斯智能抽采煤炭行业工程研究中心等平台,组织跨学科协同攻关,形成瓦斯全生命周期“探、抽、调、采”一体化技术与智能装备体系。项目团队长期驻矿开展验证,在采动裂隙场演化模拟、多源数据融合分析、钻孔轨迹纠偏控制诸上持续迭代优化。 据介绍,通过长期实验与工程对比测试,团队将瓦斯富集区探测精度在原有基础上提升17%,并针对井下复杂条件下的误报抑制、连续稳定运行等问题形成配套解决方案。为确保成果经得起一线检验,团队先后在陕西、甘肃等典型高瓦斯矿井开展现场试验与系统调试,累计完成300余组对比试验,推动实验室成果向工程化、规模化应用转化。 前景——示范应用带动安全效益与绿色效益协同释放 目前,该一体化系统已在西部多座高瓦斯矿井开展示范应用,提升预警响应与抽采效率,降低瓦斯超限发生频次,并带动煤层气利用水平提升,为矿山智能化建设与绿色安全开采提供技术支撑。业内预计,随着涉及的标准体系、运维机制和数据平台更完善,此类全链条解决方案有望在更多复杂地质矿区推广,推动瓦斯治理从分散走向系统、从被动处置转向主动防控。 值得一提的是,相关成果在创新创业赛事中也取得进展,获得中国国际大学生创新大赛全国铜奖、陕西省金奖等,体现出其工程价值与推广潜力。
煤矿安全治理的提升,既需要理念更新,也离不开长期的技术积累和现场验证。从“经验驱动”迈向“数据驱动”,从分散治理走向全链条闭环,折射出我国矿山安全科技向系统化、工程化、智能化加速演进。关键技术只有在复杂场景中经受住检验,才能更有力地守住安全底线,并为绿色转型提供稳定支撑。