中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 中煤科工集团重庆研究院：煤层瓦斯测定技术十年研发路

中国煤炭科工集团重庆研究院的研究人员在矿井下做实验。

瓦斯被称为“煤矿第一杀手”。准确测定煤层瓦斯含量不仅能有效控制瓦斯事故，而且能高效开发瓦斯资源。

在国家自然科学基金重点项目、国家“十二五”科技支撑计划、重庆市科委项目的支持下，中煤科工集团重庆研究院有限公司花了10多年时间研发“煤层瓦斯含量井下直接测定技术及设备”。研究成果达到国际领先水平，并在全国矿山和瓦斯隧道中得到广泛应用。

因此，该项目在近日公布的2017年重庆市科技成果奖名单中获得重庆市科技进步奖一等奖。

解决“测量不准、测量深、测量快”的问题

天然气又称煤层气，是一种非常规天然气资源。我国2000米浅埋煤层气储量36.8万亿立方米，非常丰富。

但是，瓦斯容易引发煤矿事故。在2006年项目成立之前，我国每年因瓦斯事故造成的死亡人数达到2000多人，占一起100多人死亡的煤矿事故的92%。

一直以来，我国都非常重视瓦斯事故的预防和瓦斯资源的开采利用。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。

“过去，技术上有三大问题:‘不准确、不深入、不快速。’该项目负责人胡倩婷介绍说，测量气体含量有两种方法:直接法和间接法。直接方法是通过钻孔取样直接测量气体含量。以前这种方法测量时间在一周左右，测量误差只能控制在30%以内。从专业角度来说，测量误差大；间接法测一个数据需要30多天，不能快速测量。而且这两种方法的测量深度都不到50米，随着煤矿开采的发展，越来越不能满足实际需要。

因此，煤炭科学研究院于2006年启动了“煤层瓦斯含量井下直接测量技术与设备”的研究，旨在准确掌握煤层瓦斯灾害的严重程度，确定是否需要抽采瓦斯，判断抽采效果是否达标，以确保实现“准确、深度、快速测量”。

在40℃以上的井中停留18小时进行测试

煤炭科学研究所研究的测量技术和设备如何解决上述问题？

"我们仍然使用直接法，但它与过去不同."胡千亭说，从煤层条件来看，硬煤容易取样，软煤难取样。为此，他们发明了适用于软煤的正负压组合塞流定点取样装置成孔技术，并采用螺旋异形钻杆压缩空气排渣技术和大功率高速钻具取样，使取样深度从50米增加到120米，取样时间从40分钟大大缩短到2分钟。

采样过程中的气体损失是测量误差的根源。因此，他们发明了适用于硬煤的风水联动低损耗取样装置和取样方法，提高了取样成功率，避免了取样过程中摩擦产生的热量，显著降低了气体损失。

在上述采样过程的基础上，构建高精度的气体损耗补偿模型，精确计算气体损耗，使气体测量误差从30%以内大幅降低到7%以内。

取得这样的成绩并不容易。在研究过程中，他们经常像矿工一样下矿井做实验，在矿井中停留的时间最长为18小时。不管是冬天还是夏天，地下温度都在40℃以上，他们还坚持在一线做实验。

通过艰苦努力，获得国家发明专利8项，软件著作权2项，编辑3名。经冼学夫院士、彭苏萍院士、梁缘院士评价，该项目成果达到国际领先水平。

该产品应用于我国85%的高瓦斯突出矿井

该项目的成果被原国家安全生产监督管理总局作为先进适用技术进行推广，并被《煤矿安全规程》、《煤与瓦斯突出防治条例》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》等行业法规采用。

自2008年以来，其相关产品已应用于国内700多对矿山，其技术已应用于国内500多对矿山和47条瓦斯隧道，市场份额达85%。

"重庆所有的煤矿都采用了我们的技术."胡千亭表示，这使煤炭科学研究所实现产品收入1.6亿元，技术收入3.2亿元，提高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，工作面瓦斯超限次数减少37%-80%，促进了瓦斯抽采利用和矿井安全生产，提高了开采效率10%-20%，也产生了明显的经济效益。

“不仅是‘精确测量、深度测量、快速测量’，我们还在进一步研究改进产品和技术。”胡千亭说，一方面是原位测量，也就是说不取样直接在煤层中测量；另一方面是降低成本和气体计量的辅助项目。普通工人经过培训可以操作设备测量瓦斯含量，让煤矿企业“测量”。

重庆日报记者张