瓦斯灾害仍然是煤矿的主要威胁，2016年煤矿重大以上事故死亡人数中83%是瓦斯事故。井下煤层群卸压抽采、区域递进式规模化抽采技术的突破解决了煤层区域防突和抽采达标问题，但随着国家淘汰落后产能政策的推行，大型高产矿井已逐渐成为煤炭生产的主体。大规模生产引起更大范围采动区煤岩体卸压、巨量瓦斯解吸，即使煤层抽采达标（如晋城寺河矿）乃至原本瓦斯含量很低的矿井，采动区瓦斯仍呈“暴涌”状涌出，威胁巨如塔山矿煤层瓦斯含量仅3.7m³/t,但日产3万t的工作面瓦斯涌出量高达65m³/min。一些高产工作面用“多进多回”、尾巷通风增加风排瓦斯，但安全风险很高。

我国虽然对覆岩裂隙场进行了研究，但尚未对采动区整体空间的抽采方式、工程布局等进行根本性提升。为解决大型高产矿井采动区瓦斯高效安全抽采问题，在国家自然科学基金等项目研究的同时，国家科技重大专项设立了“山西晋城矿区采气采煤一体化煤层气开发示范工程”等项目，历经10年，研发了大型髙产矿井采动区瓦斯安全髙效抽采关键技术.取得了如下重大创新成果：①针对单一厚煤层，创建了对应工作面采动区各空间的煤基质孔隙非达西渗流→煤层天然裂隙和岩层达西渗流→采动裂隙场扩散和无阻导流等多级流动模型和朗氏、IPR衰减分源涌出动态预测模型，研究创立了以地面L型井和井下顶板大直径长钻孔高效抽采、地面直井截抽后部采空区和弯曲带瓦斯、低浓度瓦斯安全集输为核心的采动区瓦斯井上下全域抽采模式。②针对采动区瓦斯涌出多源性、时空变化动态性的特点，发明了基于顶板裂隙场时空演化和钻孔抽采能力多因素耦合的科学布孔技术、以小角度穿层钻进为核心的地面L型井高效抽采技术，以及井下120mm大直径长钻孔“孔底驱动+高能振击"一次成孔和复合材料定点加固、屏蔽暂堵等破碎带钻进技术，大幅度提升了顶板裂隙带抽采效率。③发明了基于井身破损“层面拉剪”量化模型的，以分段防护、局部固井和悬挂完井等为核心的地面直井钻完井技术，攻克了直接截抽后部采空区和弯曲下沉带瓦斯的地面直井因覆岩断裂、位移而切断的难题，实现了采动区的全域抽采。④针对原《煤矿安全规程》为防止燃爆而规定“利用瓦斯时，(抽采）浓度不能低于30%”、制约了浓度波动大的采动区瓦斯抽采和利用的问题，研究揭示了低浓度瓦斯燃、爆“正反馈机制”，发明了以阻火、泄爆、抑爆、阻爆为核心的多级防护安全集输技术及装备，制定了4项安全行业标准，解决了低浓度瓦斯抽采和利用的“最后一公里”难题

成果获省部级科技进步一等奖、国家专利优秀奖等4项，授权发明专利27项，其他知识产权36项，行业标准4项，SCI/EI等核心论文81篇，专著1部。

应用该技术后，晋煤寺河矿采动区地面井瓦斯抽采量达3万m³/d,瓦斯抽采率提高1倍，工作面日产量达3万t以上，并实现了单U型通风；同煤塔山矿工作面日产量提高到10万t,瓦斯抽采量达4万m³/d。在晋陕蒙等9省200多个煤矿的推广应用中，3年新增收入140亿元，取得重大经济与社会效益。

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