В июле 2026 года Научно-исследовательский институт горных разработок Китайской угольной научно-технической корпорации (CCTEG) добился значительного прорыва в проекте комплексной технологии и оборудования для наземного гидроразрыва мощных и жестких кровель угольных шахт с целью предотвращения динамических катастроф. Была успешно разработана и представлена первая в Китае специализированная наземная гидроразрывная установка блочно-модульного типа для угольных шахт. Данное оборудование специально спроектировано для решения проблемы предотвращения и контроля динамических катастроф, вызванных мощными и жесткими кровлями, и его успешная разработка знаменует собой ключевой шаг Китая в области борьбы с катастрофами на угольных шахтах.
Мощная и жесткая кровля — «дамоклов меч» над безопасностью угледобычи
Регион Внутренняя Монголия-Шэньси является основной угольной производственной базой Китая. Над угольными пластами в этом регионе обычно залегают слои жестких пород кровли толщиной от 30 до 100 метров. Эти мощные и жесткие кровли подобны «дамоклову мечу», нависающему над забоями. По мере продвижения горных работ, после обнажения большой площади, кровля внезапно обрушивается, что легко вызывает такие интенсивные динамические катастрофы, как горные удары и горные толчки, серьезно угрожая безопасности жизни шахтеров и нормальной работе шахты.
Ранее применяемые методы борьбы включали в основном подземные взрывные работы и гидроразрыв в коротких скважинах. Однако эти методы позволяют воздействовать только на ближнюю зону (до 50 метров) вокруг выработок и угольных пластов и не могут обеспечить опережающий контроль всей области для средне- и высокорасположенных кровель. Это техническое узкое место долгое время сдерживало безопасность угледобычи, став общей проблемой, которую отрасли необходимо срочно решить.
Три ключевые технологии + первое специализированное оборудование
Опираясь на платформу 5-го конкурса инновационных и творческих проектов центральных предприятий «Исин», Научно-исследовательский институт горных разработок CCTEG упорно работал и последовательно преодолел ряд ключевых технологий, включая точное распознавание целевых породных слоев, специализированную жидкость для гидроразрыва в угленосных толщах, а также комбинированный мониторинг множества полей и параметров.
На этой основе команда успешно разработала первую в Китае специализированную наземную гидроразрывную установку блочно-модульного типа для угольных шахт, создав системное, интеллектуальное и эффективное решение для предотвращения динамических катастроф на угольных шахтах.
Инновации ключевых технологий
Точное распознавание: определение целевого породного слоя
Команда проекта добилась прорыва в технологии точного распознавания целевых породных слоев, позволяющей составить точную «картину» мощных и жестких кровель, залегающих на десятки и даже сотни метров над угольным пластом, и определить целевой горизонт для проведения гидроразрыва.
Специализированная жидкость для гидроразрыва: адаптация к угленосным толщам
В отличие от обычных жидкостей для гидроразрыва, используемых в нефтегазовой отрасли, команда специально разработала систему жидкостей, адаптированную к угленосным толщам, обеспечивающую эффективный гидроразрыв в специфических геологических условиях угольных шахт.
Комбинированный мониторинг множества полей и параметров: интеллектуальный контроль всего процесса
Создана система комбинированного мониторинга множества полей и параметров для проведения мониторинга в реальном времени и динамической оценки всего процесса гидроразрыва, обеспечивая безопасность работ и контролируемость результатов.
Ключевые параметры оборудования
| Технический показатель | Параметр |
|---|---|
| Максимальный рабочий расход | 15 м³/мин |
| Конструкция | Модульная блочно-модульная конструкция |
| Способ управления | Дистанционное интеллектуальное управление с одним нажатием кнопки пуска/остановки |
| Номинальное давление | Снижение избыточности более чем на 70% по сравнению с традиционным нефтегазовым гидроразрывным оборудованием |
Четыре ключевых преимущества
По сравнению с традиционным оборудованием и технологиями строительства, данный комплект технологий и оборудования имеет значительные преимущества:
Модульная блочно-модульная конструкция: удобство транспортировки и быстрого развертывания на месте, адаптация к различным сложным условиям шахт
Энергосбережение и снижение затрат: снижение избыточности номинального давления более чем на 70%, значительное уменьшение энергопотребления и эксплуатационных расходов
Дистанционное интеллектуальное управление: оснащение системой дистанционного интеллектуального управления с одним нажатием кнопки пуска/остановки, значительное повышение уровня интеллектуализации строительства и коэффициента безопасности работ
Высокая эффективность и безопасность: достижение единства множества эффектов — безопасности, эффективности, энергосбережения и экономичности
От региона Внутренняя Монголия-Шэньси по всему Китаю: содействие модернизации безопасности угольной промышленности
Внедрение на крупных угольных шахтах региона Внутренняя Монголия-Шэньси
В настоящее время данная технология уже внедрена и применяется на крупных угольных шахтах региона Внутренняя Монголия-Шэньси, таких как «Дахайцзэ» (China Coal), «Баласу» (Yan Chang Petroleum), «Хунцинхэ» (Yitai), «Суаньцигоу» и других. Результаты полевого применения показали хорошую эффективность, успешно решив проблему предотвращения и контроля динамических катастроф на шахтах с мощными и жесткими кровлями.
Стратегическая ценность
Решение проблемы «дамоклова меча»
Данное оборудование впервые позволило осуществлять опережающий контроль всей области для средне- и высокорасположенных мощных и жестких кровель, принципиально изменив прежнее ограничение, заключавшееся в возможности воздействия только на ближнюю зону, и предоставив новый технический инструмент для обеспечения безопасности угледобычи.
Заполнение пробела в специализированном шахтном оборудовании
Ранее для наземного гидроразрыва на угольных шахтах в основном использовалось оборудование из нефтегазовой отрасли, что приводило к проблемам «большой воз везет малый груз», высокому энергопотреблению и плохой адаптации. Разработанная специализированная наземная гидроразрывная установка блочно-модульного типа для угольных шахт заполнила пробел в оборудовании в этой области.
Содействие интеллектуальной трансформации угольной промышленности
Оснащение оборудованием системы дистанционного интеллектуального управления позволило реализовать интеллектуальные и безлюдные операции по гидроразрыву, обеспечив надежную техническую поддержку для безопасной, эффективной и интеллектуальной трансформации и модернизации угольной промышленности.
От точного распознавания многометровых жестких кровель до дистанционного запуска операций гидроразрыва одной кнопкой — Научно-исследовательский институт горных разработок CCTEG с помощью этого полностью самостоятельно разработанного комплекта технологий и оборудования создал новый «технический рубеж обороны» для безопасной добычи на шахтах с мощными и жесткими кровлями в регионе Внутренняя Монголия-Шэньси и по всему Китаю. На следующем этапе Научно-исследовательский институт горных разработок CCTEG продолжит углубленную работу в области управления горным массивом и предотвращения катастроф, постоянно продвигая технологические итерации и внедрение результатов.