科创中国

"该项目依托国家重大专项课题，在与中煤科工集团重庆研究院有限公司、西安乔木科技有限公司的合作下，围绕瓦斯抽采设计、施工、封孔、抽采及效果评价等整个工艺环节，创造性的提出了预抽钻孔群全生命周期管理的概念，形成了一套集“测-封-检-修-控-评”多位一体的关键技术体系，取得了如下重点创新成果：

（1）精细化地研究了抽采钻孔孔周煤体变形过程，采用数字散斑观测技术定量揭示了孔周顶底拉伸破坏及左右两侧压缩错动破坏裂纹扩展规律，揭示了弹性加载、裂纹起始、裂纹扩展以及钻孔破坏的四个应力演化阶段，建立了孔周煤岩体裂隙场-渗流场耦合动力学模型，填补了抽采钻孔孔周裂隙演化精细化、定量化研究的理论盲区，为瓦斯抽采钻孔的精细化管理提供理论支撑。

（2）系统性的建立了5种瓦斯抽采钻孔漏气物理模型，揭示了封孔材料与孔壁结合不紧密及孔周裂隙是造成钻孔大量漏气的主因；在分析钻孔内负压分布规律的基础上，首次提出了以孔内负压和浓度分布梯度为指标的封孔质量量化评测技术；发明了高流动、膨胀性的亲煤基无机封孔材料，配套高承压能力的封孔器及一体式封孔泵形成了径向压注式注浆封孔工艺，攻克了封孔参数无法量化、孔周漏气裂隙密封差的难题。

（3）首次提出了运行状态评价及故障修复的钻孔维护理念，构建了预抽钻孔运行状态模糊综合评价模型，发明了“射流疏通-筛管护孔”协同修护、智能化钻孔排水、负压超声波检漏与带压快速堵漏装备，形成了“检-修一体化”瓦斯抽采钻孔状态评价及修复技术，解决了钻孔抽采过程中变形塌孔、钻孔积水及管路系统漏气导致的抽采效果衰减问题，攻克保障钻孔有效抽采时间的技术难点。

（4）创新了一种瓦斯预抽钻孔群区域抽采效果全生命周期动态评价技术，进一步发明了抽采参数分源采集与智能预测监控装备，提出了基于区域抽采数据的预抽钻孔群定量分段设计方法，实现了抽采历史数据对下一区域抽采优化的支撑，攻克了抽采工程缺少精准量化设计方法的难题。

成果获国家发明专利授权11项，发表论文20篇，高新技术产品2项。该技术在山西王坡矿、霍尔辛赫矿及陕西崔家沟矿等获得成功应用，实现了预抽钻孔群的全生命周期动态管控，煤层瓦斯预抽浓度提高20%以上，抽采纯量提升23%～38%，杜绝了回采过程中回风与上隅角超限现象，在保障工作面高效安全生产中发挥重要作用，得到应用单位的高度认可。"