中煤科工集团重庆研究院研发的瓦斯测定仪器

　　瓦斯被称作“煤矿第一杀手”，让不少煤矿工人闻之色变。然而，一个技术的创新，不仅帮助能有效控制瓦斯事故，还能促进高效开发煤气资源。

　　由中煤科工集团重庆研究院有限公司(以下简称“煤科院”)历时10余年研发的“煤层瓦斯含量井下直接测定技术及装备”，能够实现又快又准地测量瓦斯，研究成果达到国际领先水平，被广泛应用到全国各地的矿井和瓦斯隧道中。其中，全国约85%的高瓦斯矿井都应用了该产品。

　　在最近揭晓的2017年度重庆市科技成果奖励名单中，该项目获得了重庆市科技进步奖一等奖。

　　过去取样40分钟现在只需2分钟

　　据了解，瓦斯又称为煤层气，是一种非常规天然气资源，我国埋深在2000米以浅的煤层气蕴藏量为36.8万亿立方米，非常丰富。

　　不过，瓦斯容易造成煤矿事故，在2006年该项目立项以前，我国瓦斯事故造成的年死亡人数达到2000多人，占一次死亡百人以上煤矿事故的92%。

　　“准确测定瓦斯含量，是有效控制瓦斯事故、高效开发煤层气资源的基础。”项目负责人胡千庭介绍，过去的技术存在“测不准、测不深、测不快”三大问题。他解释，测定瓦斯含量有直接法和间接法两种，直接法就是钻孔取样直接测定瓦斯含量，以前这种方法的测定时间在一周左右，测定误差仅能控制在30%以内，高时误差甚至达1倍；间接法测定一个数据要花30天以上，又无法实现快速测定。而且，这两种测定方法的测定深度都小于50米，随着煤矿开采往深处发展，也越来越不能满足现实需要。

　　为此，2006年，煤科院启动了“煤层瓦斯含量井下直接测定技术及装备”研究。针对井下硬煤和软煤不同条件，发明了不同的取样方法，并且创建了不同结构煤样的瓦斯损失量推算模型。

　　“我们仍然采用的是直接法，但跟过去有所不同。”胡千庭表示，从煤层条件来看，硬煤比较好取样，但软煤就难以取样。为此，他们发明了适用于软煤的正负压联合栓流定点取样装置成孔工艺，用螺旋异形钻杆压风排渣工艺及大功率高转速钻机具施工钻孔取样，让取样深度由过去的50米提高至120米，而且取样时间从过去的40分钟大幅缩短至2分钟。

　　取样过程中的瓦斯损失量是造成测定误差的根源所在。为此，他们发明了适用于硬煤的风水联动低损失量取样装置及取样方法，提升了取样的成功率，也避免了取样过程中因摩擦产生热量，显著降低了瓦斯损失量。

　　在上述取样工艺基础上再通过构建瓦斯损失量高精度补偿模型，准确推算瓦斯损失量使瓦斯测定的误差从原来的30%以内大幅缩减至7%以内。

　　在超过40℃的井下呆18个小时做试验

　　取得这样的成果，并非易事。研究过程中，他们经常和矿工一样，到矿井下去做试验，最长一次在井下一呆就是18个小时。不论冬夏，井下温度都超过40℃，他们依然坚持在一线做试验。

　　据了解，该项目成果被原国家安监总局作为先进适用技术推广，并被《煤矿安全规程》《防治煤与瓦斯突出规定》《煤矿瓦斯抽采基本指标》《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》等行业法规采纳。

　　“重庆所有矿井都应用了我们的技术。”胡千庭说，成果在全国85%的高瓦斯、突出矿井应用，并应用到瓦斯隧道施工中。自2008年以来，其相关产品已经应用到全国700多对矿井，技术应用到全国500多对矿井和47条瓦斯隧道，市场份额占85%。这让煤科院实现产品创收1.6亿元、技术创收3.2亿元，提升了应用单位的瓦斯隐患排查能力和措施效果评价的可靠性，使其工作面瓦斯超限次数降低37%-80%，促进了瓦斯抽采利用及矿井安全生产，矿井采掘效率提高10%~20%，也产生了明显的经济效益。

　　根据相关证明材料显示，有4家煤矿企业应用该产品及技术之后，新增利润0.71亿元；华蓥山、发耳两条隧道节支约0.69亿元。预计为所有应用煤矿企业新增利润150亿元，为应用隧道节支16亿元。

　　“不仅是‘测得准、测得深、测得快’，目前我们还在做进一步研究，对产品及技术做改进。”胡千庭表示，一方面是原位测定，也就是说，不用取样出来，直接就在煤层中测定；另一方面是降低成本，减少瓦斯测定的辅助工程，普通工人经过培训就可以操作设备测定瓦斯含量，让煤矿企业“测得起”。