瓦斯井：为了出口气

2014年10月17日凌晨，淮北矿业集团杨柳煤矿瓦斯抽采井施工到井底，该瓦斯井主要工序施工取得了胜利。

“该井深517米，施工井径将近1米，下放的管材直径0.744米。”据中煤特凿公司钻探分经理李志春介绍，“我们信心百倍，顺利完工指日可待”。

李志春是中煤特凿公司大口径钻孔施工专家，自2006年施工第一口瓦斯井以来，他已成功施工了淮南新庄孜煤矿、淮南张集煤矿和陕西高家堡煤矿等近十个大口径瓦斯井。

瓦斯是煤矿安全生产的“头号杀手”，每年因瓦斯爆炸引发的矿难死亡人数，占全国煤矿重特大事故死亡人数的70%—80%。我国煤矿地质条件极其复杂，70%以上是高瓦斯矿井。同时，瓦斯又是一种洁净能源，“治理瓦斯，变废为宝”是整个煤炭行业的迫切需求。

从地面钻孔到井底，直接抽采是近几年探索出的新的治理方式。

“没有治理不了的瓦斯，只有打不到位的钻孔”

2006年2月15日，李志春带领队伍刚到淮南新庄孜煤矿工地，一切尚未就绪，先树立了一块宣传牌——“没有治理不了的瓦斯，只有打不到位的钻孔。”

“这既是宣传牌，也是自我鞭策鼓劲的牌子。”回想起8年前的事，李志春大大的眼睛里光芒四射，充满激情。

口径小于50厘米的叫孔，大于50厘米的就叫井了。叫“地面瓦斯抽采井”应该更准确一点，但是对于打了30多年冻结孔的李志春来说，似乎叫“孔”更习惯，也更亲切点。

瓦斯孔与冻结孔有着很大的区别，“主要表现在口径大、套管重、中间空、用途广。”李志春用三字经式的语言总结到。“口径大”指钻孔口径一般在1米左右；“套管重”指瓦斯管达到几百吨，远远超过钻塔和钻机的提升力；“用途广”指由于这类孔独立于煤矿主副风井之外，可以抽采、抽排瓦斯，排水、输料、应急救援等等。

打造国内最深最大的瓦斯孔

新庄孜煤矿新淮工广2号瓦斯钻孔，坐落在副井和风井之间，距两井仅58米，施工场地狭小。地质条件复杂，580米深钻孔要穿过“17米厚的表土、采空区预留煤柱、2条断层、8层破碎带、26层煤和多层砂岩泥岩。”当时的地质资料显示。

2006年3月23日钻机开钻。施工人员认真按照施工组织设计施工，确保钻孔各项数据符合要求。李志春介绍说，“钻进中要求操作人员，做到‘三看一听’：看电流、看压力表、看地质柱状图，听钻机运转声音。”

由于孔径较大，采取“一次超前二次扩孔”的施工工艺。施工比较顺利，开钻20天，超前钻钻进130米，并完成上部56米深，直径950毫米扩孔，同时下放了直径830毫米的套管并固管。

2006年12月28日，在酝酿了240天后，令人激动的、最关键的“大戏”即将上演：下放瓦斯管。9点16分，第一节瓦斯管在鞭炮声中缓缓下沉，然后对接按照顺序，一节一节地顺利下沉。580米瓦斯管总重量达到150吨，远远超出了钻机和钻塔的承重能力，尽管利用了浮力下沉，但是大家的心还是揪着。“司钻和督站人员，目不转睛盯着拉力表，观察管子漂浮下沉的每一个细节，精心计算着每一时段管材总重、补浆量、无水段高及浮力等相关参数，随时调整，消除隐患。”很多细节，李志春都历历在目。

2007年1月2日，这场跨年“瓦斯管下放”终于完成，现场一片欢呼。乘胜追击。紧接着，2007年他们又承接了淮南矿业集团张集煤矿中央区瓦斯抽采钻孔工程。设计钻孔深626.2米，下放安装直径630×18毫米的无缝钢管，两套管路总重达320吨。该孔顺利施工，并成为当时国内最深最大的瓦斯钻孔施工。

国内软岩瓦斯抽采第一井

2013年，国务院加大对煤矿瓦斯治理的扶持力度，出台了“煤层气抽采利用的意见”，大力支持瓦斯抽采。同年10月,陕西彬长矿区被国家发改委确定为全国首个瓦斯“零排放”工程建设示范矿区。

此时，李志春的队伍在彬长矿区高家堡煤矿承揽了一个地面瓦斯抽采孔，该孔也是国内软岩地层瓦斯地面抽采第一孔。该孔深810米，孔径1.15米，所谓软岩是指土层一旦遇水，立刻变得稀软，容易坍塌。承压水水文条件复杂，不确定因素很多。

钻机的选择至关重要。施工人员对“GZ-2600工程钻机”进行了改造，对系统进行了优化，使其最大钻进深度可达1600米。钻塔的承载力达到100吨。选用了组合牙轮钻头，该钻头由镶齿式球齿牙轮组成，牙轮的摆放高度、角度和密度上都经过严格计算，并加焊了挡板，以达到最大的效率。

为了确保垂直，按照“事前防斜、事中测斜、事后纠斜”等手段。在防斜措施中，开孔使用了“三点一线法悬吊减压钻进”技术，遇到地层从土转换到岩石时，采用“轻压慢打”工艺。

在测斜和纠斜中，采用了先进的动力在井下的“螺杆钻具定向纠偏技术”。钻进中及时测量，发现钻头偏离预定轨道时候，钻头能及时纠偏。辅以传统的“垫、移、扫、扩”等纠偏手段。

“除了以上基本方法，我们还采用了国内独创的‘秘密武器’。”李志春介绍该技术时，三缄其口。笔者多次要求，他简单介绍“特殊配重灌铅钻铤改变钻具组合和钻头组合”。由于钻具组合重心在底部确保了垂直度，该项技术经国内权威技术查新认定。

钻机提升的上限是100吨，瓦斯管重量达到了236吨。如何解决这一施工难题？根据经验他们又创新使用了“超大吨位管材漂浮下沉工艺”。该工艺需要制作3米厚的水泥浮力塞放在管材中，管材靠着泥浆的浮力渐渐下沉到井底。

固井很重要，要确保不能出现漏气和管内滴水。他们研发的“大口径工作管固管技术”派上了用场。技术核心是：在工作管壁后注固井水泥浆，使之与地层充分融合，其中水泥浆的调配是关键技术。他们把以上创新技术总结而成的《深大口径钻孔施工工法》，已经通过中国煤炭建设协会专家的鉴定，积极申报国家级工法。

目前，李志春施工的安徽淮北杨柳煤矿瓦斯孔工程已接近尾声，定会创造新的业绩，正如李志春所写的诗句一样：“钻孔抽采出口气，开岩破土通天地”。