Im Juli 2026 erzielte das Forschungsinstitut für Bergbau der China Coal Technology & Engineering Group (CCTEG) einen bedeutenden Durchbruch mit seinem Projekt zur integrierten Technologie und Ausrüstung für die oberirdische Fracking-Behandlung dicker, harter Hangendgesteine zur Bekämpfung dynamischer Druckkatastrophen. Die erste speziell für den Bergbau entwickelte oberirdische Fracking-Skid-Anlage Chinas wurde erfolgreich entwickelt und vorgestellt. Diese Anlage wurde speziell zur Lösung des Problems der dynamischen Druckkatastrophen durch dicke, harte Hangendgesteine im Kohlebergbau konzipiert. Ihre erfolgreiche Entwicklung markiert einen entscheidenden Schritt Chinas im Bereich der Kohlebergbau-Katastrophenbekämpfung.
Dickes, hartes Hangendgestein – das „Schwert über dem Kopf" der sicheren Kohleproduktion
Die Region Mongolei-Shaanxi ist das zentrale Kohleproduktionsgebiet Chinas. Über den Kohleflözen in dieser Region sind in der Regel harte Hangendgesteinsschichten mit einer Mächtigkeit von 30 bis 100 Metern verteilt. Diese dicken, harten Hangendgesteine hängen wie ein „Schwert" über den Abbau- und Vortriebsbetrieben. Mit fortschreitendem Abbau brechen die großflächig freigelegten Hangendgesteine plötzlich ein, was leicht zu schweren dynamischen Druckkatastrophen wie Gebirgsschlägen und Bergschlägen führen kann, die die Sicherheit der Bergleute und den normalen Grubenbetrieb ernsthaft gefährden.
Bisherige Behandlungsmethoden umfassten hauptsächlich Verfahren wie Untertage-Sprengungen und Kurzloch-Fracking. Diese Methoden können jedoch nur den Nahbereich von bis zu 50 Metern um Strecken und Kohleflöze herum behandeln und ermöglichen keine umfassende vorausschauende Kontrolle des mittleren und oberen Hangendgesteins. Diese technische Engstelle hat die sichere Kohleproduktion lange Zeit behindert und ist zu einem gemeinsamen Problem geworden, das die Branche dringend lösen muss.
Drei Schlüsseltechnologien + erste spezielle Anlage
Gestützt auf die Plattform des 5. Yixing-Innovations- und Kreativwettbewerbs zentraler Staatsunternehmen hat das Forschungsinstitut für Bergbau der CCTEG intensiv geforscht und nacheinander mehrere Schlüsseltechnologien durchbrochen, darunter die präzise Identifizierung der Zielgesteinsschicht, spezielle Fracking-Flüssigkeiten für kohleführende Schichten sowie die kombinierte Überwachung mehrerer Felder und Parameter.
Auf dieser Grundlage entwickelte das Team erfolgreich die erste inländische, speziell für den Bergbau entwickelte oberirdische Fracking-Skid-Anlage und schuf eine systematische, intelligente und effiziente Lösung zur Bekämpfung dynamischer Druckkatastrophen im Kohlebergbau.
Kerninnovationen der Technologie
Präzise Identifizierung: Zielgesteinsschicht lokalisieren
Das Projektteam hat die Technologie zur präzisen Identifizierung der Zielgesteinsschicht durchbrochen, die es ermöglicht, die Dutzende bis Hunderte von Metern über dem Kohleflöz liegenden dicken, harten Hangendgesteine genau zu „charakterisieren" und die Zielschicht für das Fracking zu bestimmen.
Spezielle Fracking-Flüssigkeit: An kohleführende Schichten angepasst
Im Gegensatz zu herkömmlichen Öl- und Gas-Fracking-Flüssigkeiten hat das Team ein spezielles Fracking-Flüssigkeitssystem entwickelt, das an kohleführende Schichten angepasst ist und ein effizientes Fracking unter den spezifischen geologischen Bedingungen des Kohlebergbaus gewährleistet.
Kombinierte Überwachung mehrerer Felder und Parameter: Intelligente Steuerung des gesamten Prozesses
Ein kombiniertes Überwachungssystem für mehrere Felder und Parameter wurde eingerichtet, um den gesamten Fracking-Prozess in Echtzeit zu überwachen und dynamisch zu bewerten, wodurch die Bausicherheit und die Kontrollierbarkeit der Ergebnisse sichergestellt werden.
Kernparameter der Anlage
| Technischer Indikator | Parameter |
|---|---|
| Maximale Betriebsförderrate | 15 m³/min |
| Gerätestruktur | Modulare Skid-Struktur |
| Steuerungsmethode | Intelligente Fernsteuerung mit Ein-Knopf-Start/Stopp |
| Nenndruck | Im Vergleich zu herkömmlichen Öl- und Gas-Fracking-Anlagen Redundanz um über 70 % reduziert |
Vier Kernvorteile
Im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen und Bauverfahren bietet diese integrierte technologische Ausrüstung erhebliche Vorteile:
Modulare Skid-Struktur: Einfacher Transport und schnelle Einsatzbereitschaft vor Ort, anpassbar an verschiedene komplexe Grubenbedingungen
Energieeinsparung und Kostensenkung: Redundanz des Nenndrucks um über 70 % reduziert, was den Energieverbrauch und die Betriebskosten erheblich senkt
Intelligente Fernsteuerung: Ausgestattet mit einem intelligenten Fernsteuerungssystem für Ein-Knopf-Start/Stopp, das den Automatisierungsgrad der Bauarbeiten und den Sicherheitsfaktor erheblich verbessert
Hohe Effizienz und Sicherheit: Erzielt eine Kombination aus Sicherheit, Effizienz, Energieeinsparung und Wirtschaftlichkeit
Von der Region Mongolei-Shaanxi landesweit ausstrahlen und das Sicherheitsniveau der Kohleindustrie verbessern
Bereits in großen Kohlebergwerken der Region Mongolei-Shaanxi im Einsatz
Derzeit wird diese Technologie bereits in großen Kohlebergwerken der Region Mongolei-Shaanxi wie Zhongmei Dahaize, Yanchang Balasu, Yitai Hongqinghe und Suancigou angewendet. Die Ergebnisse vor Ort sind positiv und haben das Problem der dynamischen Druckkatastrophenbekämpfung in Bergwerken mit dickem, hartem Hangendgestein wirksam gelöst.
Strategischer Wert
Lösung des „Schwert über dem Kopf"-Problems
Diese Anlage ermöglicht erstmals eine umfassende vorausschauende Kontrolle des mittleren und oberen dicken, harten Hangendgesteins und überwindet grundlegend die bisherige Einschränkung, nur den Nahbereich behandeln zu können. Sie bietet ein völlig neues technisches Mittel für die sichere Kohleproduktion.
Schließung einer Lücke bei speziellen Bergbauanlagen
Bisher wurde für das oberirdische Fracking im Kohlebergbau hauptsächlich auf Fracking-Anlagen der Öl- und Gasindustrie zurückgegriffen, was Probleme wie „überdimensionierte Ausrüstung", hohen Energieverbrauch und schlechte Anpassungsfähigkeit mit sich brachte. Die nun entwickelte, speziell für den Bergbau konzipierte oberirdische Fracking-Skid-Anlage schließt eine Lücke in diesem Bereich der Ausrüstung.
Förderung der intelligenten Transformation der Kohleindustrie
Die mit einem intelligenten Fernsteuerungssystem ausgestattete Anlage ermöglicht einen intelligenten, unbemannten Betrieb der Fracking-Arbeiten und bietet eine harte technologische Unterstützung für die sichere, effiziente und intelligente Transformation und Modernisierung der Kohleindustrie.
Von der präzisen Identifizierung Dutzende Meter dicker, harter Hangendgesteine bis zum ferngesteuerten Ein-Knopf-Start des Fracking-Betriebs – das Forschungsinstitut für Bergbau der CCTEG hat mit diesem vollständig eigenständig entwickelten, integrierten Technologie- und Ausrüstungssystem eine neue „technische Verteidigungslinie" für die sichere Produktion in Kohlebergwerken mit dickem, hartem Hangendgestein in der Region Mongolei-Shaanxi und im ganzen Land errichtet. Im nächsten Schritt wird das Forschungsinstitut für Bergbau der CCTEG seine Arbeit in den Bereichen Gebirgsbeherrschung und Katastrophenbekämpfung im Bergbau fortsetzen und kontinuierlich technologische Iterationen und die Umsetzung von Ergebnissen vorantreiben.