煤矿灾害治理之难，莫过于瓦斯。掌握深部开采瓦斯治理的方法，就更非易事。
前不久，淮南矿区第一口沿煤层钻进L型水平井——张集矿A组煤井上下协同瓦斯区域消突地面瓦斯治理试验井顺利产气，标志着本土煤业水平井钻井压裂抽采瓦斯取得重大突破。目前，该井正处于排采产气上升期。这意味着淮南矿区地面瓦斯治理井钻井技术进入新一轮发展阶段，将在保障煤矿安全高效开采的同时，为全省能源供给和结构调整注入绿色动能。
回顾淮南煤矿百年发展史，历史上曾经是瓦斯“重灾区”。多年来集团公司不懈奋斗，克服瓦斯治理技术边际效用递减规律，闯出一条独具特色的深部瓦斯治理新路径——井上下协同区域治理瓦斯，即在传统的井下开采保护层、施工高低抽巷等区域治理瓦斯的同时，通过施工地面钻井提前预抽煤体瓦斯，不仅为瓦斯压力大于3MPa区域治理快速预抽减突消突找到了有效途径，而且为煤层气规模化开采提供了有力技术支撑。
从局部消突到政策硬约束
——矿井瓦斯治理之路亟待拓宽
煤炭企业在推进高质量发展的进程中，至少包括三个核心指标，即安全、高效、绿色，其中安全是核心的核心。
瓦斯作为煤炭开采的伴生物，与煤共生，居煤矿五大灾害之首，曾一度成为煤矿安全生产中最为棘手的难题之一。“上世纪80年代普遍认为瓦斯超限是不可避免的，面对瓦斯，我们只能在掘进工作面和采煤工作面直接面对突出煤层，采取的是贴身战术和人海战术。但是从1980年到1997年，淮南煤矿共发生瓦斯爆炸事故17起。我们被炸怕了，也被炸醒了。”集团公司资深专家、总监，煤层气公司党委书记陈功胜感慨地说。
推动瓦斯治理是现实所需，更是企业的责任。为扭转瓦斯防治被动局面，集团公司先后提出并践行“瓦斯事故是可以预防和避免的”理念；实施“多打岩巷多打钻、坚定不移开采保护层”等瓦斯治本措施。2012年更是高标准树立了“杜绝瓦斯高值超限事故、低值超限控制在10次以内 ”的工作目标，全面推动高瓦斯矿井在低瓦斯状态下开采。
然而，近年来随着本土煤矿开采向深部延深，传统的瓦斯治理方法在推动煤矿安全高效生产上则略显力不从心。
“淮南煤矿经过126年的开采，均已转入深部回采，瓦斯压力普遍大于3MPa，历史上总结的‘开采保护层，多打岩巷多打钻，以孔代巷’等措施，工程量大，周期长，用人多，成本高，严重制约煤矿采掘正常接替。加之国家规定：煤层瓦斯压力3MPa以上的突出煤层，必须采用地面钻井预抽煤层瓦斯……客观条件的复杂变化和政策上的硬性规定，倒逼企业必须另辟蹊径，拓宽瓦斯治理路径。”煤层气公司党委副书记、总经理吴浩仁介绍道。
不止如此，随着国家煤层气开发技术的成熟及政策的支持，煤矿瓦斯由“抽放”变“抽采”，一字之差却有着本质差别，瓦斯上升为国家的重要能源资源。相关资料显示，淮南煤田-2000m以浅煤层气资源量达5900亿立方米，是华东煤层气储量最大的地区，有着巨大的市场空间。
目前集团公司本土八对生产矿井多数已转入-800m至-1000m二水平深部开采，如果不解决瓦斯抽采问题，本土煤矿资源越挖越少，回旋余地也就越来越小，将严重影响集团公司后续发展。集团公司专业人士坦言：“下一步解放-1000m至-1200m赋存的煤炭资源量，如同再造一个淮南矿业集团，但前提是要降伏瓦斯‘猛虎’，把共生于煤层中的瓦斯抽出来并加以控制，做到先抽气后采煤，既能实现煤炭的安全高效开采，又有利于大幅降低甲烷排放量，增加清洁能源供给，具有一举多赢的功效。”
从“跟跑”到“并跑”
——跑出瓦斯井上下协同治理加速度
追求煤与瓦斯共采，体现了安全发展，绿色发展，顺应了时代要求，是煤矿高质量发展的必然选择。这不仅是顺势而为、乘势而上的主动作为，更是勇于担当、敢于负责的鲜明体现。
带着这份责任与担当，近年来，集团公司成立了煤层气开发利用公司，随后又将煤层气公司与瓦斯利用分公司进行整合，全面开启了瓦斯井上下协同治理之路。
2020年3月4日上午9点28分，随着一声“点火”令下，放气阀门缓缓打开，只见一团红色火焰窜到火炬杆顶端，燃烧成熊熊火焰，新谢1号煤层气试验井点火成功。这标志着集团公司实施瓦斯井上下协同治理成为可能。
“这种可能，得益于集团公司的超前谋划和投入。2018年至2020年，3年共施工了6口L型试验井，建立了从选址、打井、压裂、排采等一整套技术方案及制度办法，实现了‘成井’和‘产气’，完成摸索阶段的行业‘跟跑’。”吴浩仁坦言，这种开拓性的创新颠覆了传统的瓦斯治理模式，但在提高成井速度、压裂排采效果上还有很长的一段路要走。
“朱集东矿11煤为大面积砂岩，不具备保护层开采条件。传统上只能选择软岩层回采来卸压保护13煤，耗工费时不说，且无任何效益可言。”朱集东矿通风防突科科长江帆表示，目前10口地面瓦斯治理井已覆盖矿东二13-1煤盘区，其中13煤2号井等9口井成功产气，下一步待井下验证抽采达标后，即可进行采掘活动，是矿区瓦斯井上下协同治理的典范。
志不求易者成，事不避难者进。如今，在淮南矿区像朱集13煤2号井这样的地面瓦斯治理井共有23口。从2021年至2023年，集团公司围绕23口地面瓦斯治理井的设计施工，进行了艰苦的探索，并取得了一系列重要成果。以煤层定向钻进、旋转下套管、U型井远端对接等一大批技术难题的破解，将试验井单井平均工期121天，缩短到治理井平均工期69天，钻遇率平均达85%；23口瓦斯治理井平均单井产气量突破1300立方米，其中潘二矿A组煤1号排采井场产气量超过268万立方米，单井最高日产气量超过7701立方米……实现了与行业“并跑”。
所有的成功都离不开坚持。从试验井到瓦斯治理井，从L型井到U型井、从行业“跟跑”到“并跑”……集团公司瓦斯治理井不仅实现了钻井、压裂、排采等关键技术和产气量的提档升级，而且颁布实施了《煤层气水平井钻井工程技术规范》等2项企业标准、完成7项专利申报……为淮南矿区地面瓦斯治理井原创技术体系的初步形成奠定坚实基础。
从重点攻关到全面提升
——不断提高地面瓦斯治理井运行质效
“每天都要查看流压、套压、产气速率等数据，通过返液量判定排采泵效。”对包括检泵作业等进行全过程的质量把控，是煤层气公司排采资深主管苏雷在井场的工作日常。
目前，集团公司已初步建成29口不同组别、层位及井型的地面井，覆盖矿区A、B、C三组主要煤层，初步形成地面水平井钻井、排采技术管理的企业标准。
在苏雷看来，目前，淮南矿区地面钻井正处于质量提升的关键时期，更需要充分发挥技术对地面钻井区域瓦斯治理的推动作用，争取在单井累计产气量、稳定排采运行时间等方面取得更大突破，从根本上解决松软低渗煤层上产难、稳产难等“卡脖子”技术难题，为煤层气规模化开采提供坚实的技术保障。
井间干扰，是地面瓦斯抽采钻井遇到的诸多难题之一。据了解，煤层气公司朱集东井场先后有4口井受后续施工的邻近工作面U型井压裂作业干扰后，停止产气。“绝不能被问题牵着鼻子走。”煤层气公司副总经理丁同福回忆道，当时压力非常大，但上下统一思想，从“建立每口井干扰恢复方案，动态跟踪，优化调整”入手，不仅实现了全部4口干扰井的陆续产气，且为破解井间干扰这一行业难题提供了有效解决方案。
这只是煤层气公司以技术为支撑，全面提升质量管控的一个方面。
近年来，煤层气公司坚持问题导向，以创新解难题提质效，推动煤层气排采井稳产上产。强化施工钻井质量管控，坚持日报告、周调度、月总结制度，对下套管，固井、测井作业等关键工序，实施全天候全流程监管；建立排采“赛马”机制，将井场标准化、返排液管理等重点工作纳入考核范围，一季度一考评，全面提升钻井排采效果。仅去年，集团公司22口产气井产气量就达912万立方米，销售煤层气量455.5万立方米，创近年来最高水平。
“淮南矿区煤层气储量大，有着巨大的潜在效益，但当前治瓦斯仍是排在第一位的。”丁同福表示，目前集团公司通过了《煤层气产业“十四五”发展规划完成情况及中期修编》，按照优先考虑A组煤或瓦斯压力大于3MPa块段的原则，在全力提升A组煤瓦斯治理效果的同时，聚焦B组煤瓦斯治理难题，力争形成“开采A组煤解放B组煤、井上下协同治理”的区域瓦斯治理局面。
井上下协同治理探寻深部开采“瓦斯密码”，并非一蹴而就。陈功胜表示，下一阶段，将利用正在实施的地面钻井成功经验，加大与安徽理工大学等科研院校的合作，以获取深部煤与瓦斯共采的工程验证。最终目标是通过开采A组煤，利用地面卸压钻井，预抽B组+C组卸压瓦斯，完全彻底解决深部煤层瓦斯问题。（魏强）
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