河南能源集团研究总院瓦斯智慧抽采与评价创新团队主要成员共计12人,其中有河南省学科技术带头人1人,正高级工程师1人,高级工程师6人,工程师5人,博士研究生4人、硕士研究生8人,年龄与知识结构合理,学术水平较高。创新团队主要围绕瓦斯抽采工程地质保障技术、低渗突出煤层煤与瓦斯高效共采理论与技术、水力扰动卸压增透抽采瓦斯关键技术及装备、井下瓦斯抽采“钻-封-联-抽”系列技术及装备四大方向开展技术研发工作。
该团队自成立以来,共承担科技研发项目40多项,其中“深部矿井煤与瓦斯突出防治关键技术及示范”项目为国家“十二五”科技支撑计划项目,“瓦斯抽采工程地质分析技术及应用研究”列入国家安全监管总局2015年安全生产重大事故防治关键技术科技项目,“低渗突出煤层水力扰动抽采瓦斯成套技术研究及示范”列入2016年度河南煤矿安全生产科技发展计划,“基于喀斯特起伏地貌特征的瓦斯赋存规律及抽采工程部署体系研究及应用”、“穿层钻孔精准设计、冲孔、评价系统研究及应用”、“静水声液耦合增透强化瓦斯抽采技术研究及应用”3个项目列入了2023年国家矿山安全监察局矿山安全生产科研攻关项目。该创新团队先后共获奖60余项,其中省部级奖一等奖30项,市厅级奖一等奖25项,中国煤炭专利奖1项,中国职业安全健康科技奖1项,河南能源科技进步奖22项。发表学术论文50余篇,获得授权专利45个,其中发明专利16个,实用新型专利28个,外观专利1个。
该团队运用煤矿地质学、瓦斯地质学、煤层气地质学、煤矿开采原理,在对区域构造演化研究的基础上,分析了矿井构造特征、水文地质条件和煤岩体结构及分布规律。依据矿井的断煤厚断层、采区或工作面部署和围岩富水性及煤体结构组合形式等参数,划分出四级瓦斯抽采地质单元,并结合现有的瓦斯抽采工艺,对划分出的不同瓦斯抽采地质单元分别进行了抽采工艺的遴选。并最终形成了瓦斯抽采地质图和瓦斯抽采工程部署图,对煤矿的瓦斯抽采工作给予技术指导。团队创新性提出了水力冲孔、水力压裂以及水力冲/压一体化卸压增透多尺度物理模拟试验研究方法,通过试验揭示了煤层水力化缝网改造影响因素及其缝网改造中地应力场和裂隙场演化规律,阐明了煤层水力化缝网改造机理;通过水力冲孔卸压破坏区、塑性软化区半径的确定,探明了水力冲孔有效影响范围;揭示了水力化缝网改造卸压区煤体瓦斯运移产出规律,确定了水力冲压一体化卸压增透的适用条件。以水力压裂和水力冲孔为基础,探讨不同抽采地质条件下的煤层增透方法及工艺类型;研发煤矿井下“钻-冲一体化”、冲压一体化、老孔修复增透和井地联合卸压增透关键技术;形成相对完善的煤矿井下钻-冲一体化、冲压一体化及井地联合卸压增透技术规范、标准及安全防护措施等,利用物探技术及设备,研究扰动卸压增透效果实时监测技术。研发瓦斯抽采钻孔增透关键技术及装备,主要包括钻冲一体化钻具、钻冲压一体化全液压履带式钻车、老孔修复增透作业机、压裂泵组、高压管汇和封隔器等关键装备。
该团队通过与河南能源集团所属煤矿开展技术开发与技术服务合作,加快了科技成果转化,使商品浓度瓦斯产出量每年增加2000万立方米,每年新增安全煤量200万吨以上,给煤炭企业带来巨大的经济和社会效益。该团队将继续以基础理论研究、现场技术应用、高科技装备研发为主线,围绕瓦斯抽采地质保障技术、低渗突出煤层煤与瓦斯高效共采理论与技术、水力扰动卸压增透关键技术及装备和井下瓦斯抽采系列技术及装备四个研究方向持续开展科技研发与创新工作,为河南能源集团乃至全省全国煤矿安全高效生产提供技术、装备与人才支撑。