En juillet 2026, l’Institut de recherche minière du China Coal Technology & Engineering Group (CCTEG) a réalisé une avancée majeure dans le cadre de son projet de technologie et d’équipement complet de fracturation au sol pour la prévention des catastrophes dynamiques dans les toits épais et durs des mines de charbon. Le premier équipement de fracturation au sol spécialisé pour les mines de charbon en Chine a été développé avec succès. Conçu spécifiquement pour résoudre le problème de prévention et de contrôle des catastrophes dynamiques dans les toits épais et durs des mines de charbon, cet équipement marque une étape clé dans le domaine de la gestion des catastrophes minières en Chine.
Toit épais et dur – « l’épée suspendue au-dessus de la tête » de la sécurité de la production minière
La région du Mengshan-Shaanxi est une base de production de charbon essentielle en Chine, où des couches de toit rocheux dures d’une épaisseur de 30 à 100 mètres sont généralement réparties au-dessus des veines de charbon. Ces toits épais et durs agissent comme une « épée suspendue au-dessus de la tête » des chantiers d’exploitation. À mesure que l’exploitation progresse, l’effondrement soudain de grandes surfaces de toit exposées peut facilement déclencher des catastrophes dynamiques violentes telles que des coups de terrain et des secousses minières, menaçant gravement la sécurité des mineurs et la production normale de la mine.
Les méthodes de traitement précédentes comprenaient principalement des procédés tels que le dynamitage souterrain et la fracturation par trous courts, mais ces méthodes ne pouvaient traiter que les zones proches (dans un rayon de 50 mètres autour des galeries et des veines de charbon), sans pouvoir effectuer un contrôle préventif global des toits de niveau moyen à élevé. Ce goulot d’étranglement technique a longtemps entravé la sécurité de la production minière, devenant un problème commun urgent à résoudre dans l’industrie.
Trois technologies clés + premier équipement spécialisé
S’appuyant sur la plateforme de la 5e édition du concours d’innovation et de création « Yixing » des entreprises centrales, l’Institut de recherche minière du CCTEG a travaillé avec acharnement pour surmonter successivement plusieurs technologies clés, notamment l’identification précise des couches rocheuses cibles, le fluide de fracturation spécialisé pour les strates houillères, et la surveillance conjointe multi-champs et multi-paramètres.
Sur cette base, l’équipe a développé avec succès le premier équipement de fracturation au sol spécialisé pour les mines de charbon en Chine, établissant une solution systématique, intelligente et efficace pour la prévention et le contrôle des catastrophes dynamiques dans les mines de charbon.
Innovations technologiques clés
Identification précise : ciblage des couches rocheuses
L’équipe du projet a réalisé une percée dans la technologie d’identification précise des couches rocheuses cibles, permettant de « cartographier » avec précision les toits épais et durs situés à des dizaines, voire des centaines de mètres au-dessus des veines de charbon, et de déterminer les couches cibles à fracturer.
Fluide de fracturation spécialisé : adapté aux strates houillères
Contrairement aux fluides de fracturation conventionnels pour le pétrole et le gaz, l’équipe a développé un système de fluide de fracturation spécialisé adapté aux strates houillères, garantissant une fracturation efficace dans les conditions géologiques uniques des mines de charbon.
Surveillance conjointe multi-champs et multi-paramètres : contrôle intelligent de l’ensemble du processus
Un système de surveillance conjointe multi-champs et multi-paramètres a été établi pour effectuer une surveillance en temps réel et une évaluation dynamique de l’ensemble du processus de fracturation, garantissant la sécurité de la construction et la maîtrise des résultats.
Paramètres clés de l’équipement
| Indicateur technique | Paramètre |
|---|---|
| Débit de service maximal | 15 mètres cubes/minute |
| Structure de l’équipement | Structure modulaire sur skid |
| Mode de contrôle | Contrôle intelligent à distance par bouton-poussoir unique |
| Pression nominale | Réduction de la redondance de plus de 70 % par rapport aux équipements de fracturation pétrolière et gazière traditionnels |
Quatre avantages principaux
Par rapport aux équipements et procédés de construction traditionnels, cette technologie et cet équipement complets présentent des avantages significatifs :
Structure modulaire sur skid : facile à transporter et à déployer rapidement sur site, adaptable à diverses conditions complexes de mines
Économie d’énergie et réduction des coûts : la redondance de la pression nominale est réduite de plus de 70 %, ce qui réduit considérablement la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation
Contrôle intelligent à distance : équipé d’un système de contrôle intelligent à distance par bouton-poussoir unique, améliorant considérablement le niveau d’intelligence de la construction et le coefficient de sécurité opérationnelle
Efficacité et sécurité : réalisation d’une synergie de multiples avantages : sécurité, efficacité, économie d’énergie et rentabilité
Du Mengshan-Shaanxi à l’ensemble du pays, contribuant à la modernisation de la sécurité de l’industrie charbonnière
Application déjà mise en œuvre dans les grandes mines de charbon du Mengshan-Shaanxi
Actuellement, cette technologie a été appliquée dans de grandes mines de charbon du Mengshan-Shaanxi, telles que Zhongmei Dahaize, Yanchang Petroleum Balasu, Yitai Hongqinghe et Suancigou, avec des résultats satisfaisants sur le terrain, résolvant efficacement le problème de prévention et de contrôle des catastrophes dynamiques dans les mines à toit épais et dur.
Valeur stratégique
Résoudre le problème de « l’épée suspendue au-dessus de la tête »
Cet équipement a permis pour la première fois un contrôle préventif global des toits épais et durs de niveau moyen à élevé, changeant fondamentalement la limitation antérieure de ne pouvoir traiter que les zones proches, offrant ainsi un nouveau moyen technique pour la sécurité de la production minière.
Combler le vide des équipements spécialisés pour les mines de charbon
Auparavant, la fracturation au sol dans les mines de charbon utilisait principalement des équipements de fracturation de l’industrie pétrolière et gazière, ce qui entraînait des problèmes tels que « un gros cheval tirant une petite charrette », une consommation d’énergie élevée et une faible adaptabilité. L’équipement de fracturation au sol spécialisé pour les mines de charbon développé cette fois comble le vide dans ce domaine.
Promouvoir la transformation intelligente de l’industrie charbonnière
L’équipement est équipé d’un système de contrôle intelligent à distance, permettant une opération intelligente et sans personnel des opérations de fracturation, fournissant un soutien technique solide pour la transformation et la modernisation de l’industrie charbonnière vers la sécurité, l’efficacité et l’intelligence.
De l’identification précise des toits durs de plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur au démarrage à distance des opérations de fracturation par un seul bouton – l’Institut de recherche minière du CCTEG a construit une nouvelle « ligne de défense technique » pour la sécurité de la production des mines de charbon à toit épais et dur dans le Mengshan-Shaanxi et dans toute la Chine, grâce à cet ensemble complet de technologies et d’équipements entièrement innovants et indépendants. À l’avenir, l’Institut de recherche minière du CCTEG continuera à approfondir ses travaux dans le domaine du contrôle des couches rocheuses minières et de la prévention des catastrophes, en promouvant constamment l’itération technologique et la transformation des résultats.