碎軟煤層氣動定向鉆進技術在青龍煤礦的應用

孔慶軍， 褚志偉

(1.兗礦貴州能化有限公司， 貴州 貴陽 550081； 2.中煤科工集團西安研究院有限公司， 陜西 西安 710077)

0 引言

中國煤礦區煤層賦存地質條件復雜，淮南、淮北、陽泉和貴州等煤礦區普遍分布有碎軟煤層，具有煤體結構破碎、瓦斯含量高、瓦斯壓力大、煤層透氣性差等特征，瓦斯治理難度大，煤與瓦斯突出事故多發，嚴重影響礦井安全高效生產[1-2]。

利用鉆孔抽采瓦斯是防治碎軟煤層瓦斯事故、利用瓦斯清潔能源的有效技術途徑[3-4]。我國相關研究機構和企業先后開發了干式螺旋鉆進、氣動回轉鉆進、霧化回轉鉆進和泡沫回轉鉆進等技術施工碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔。王敬國等[5]應用低轉速干式螺旋鉆進技術，有效避免了鉆進過程出現噴孔、塌孔等復雜工況，碎軟煤層成孔深度達120 m；趙建國等[6]采用高轉速干式螺旋鉆進技術，與低轉速干式螺旋鉆進相比，綜合鉆進效率提高了50.8%；殷新勝等[7]提出了中風壓空氣鉆進技術與裝備，最大成孔深度達200 m；冀前輝等[8]提出了高效泡沫鉆進技術，與中風壓空氣鉆進相比，回轉阻力顯著降低，提高了排渣效果。然而，應用現有碎軟煤層回轉鉆進技術進行鉆孔施工時，易鉆遇頂底板巖層而被迫提前終孔，無法實現200 m以上鉆孔高效鉆進，存在成孔深度淺、鉆孔軌跡不可控、鉆進效率低和瓦斯抽采效果差等問題。

氣動定向鉆進技術依托隨鉆測量，實時監測和調控鉆孔軌跡，與現有回轉鉆進技術相比，具有鉆孔軌跡可控、成孔深度大等優勢[9-10]。……