煤礦井下雙級雙速擴孔技術研究與應用

趙建國，李泉新，劉建林，楊冬冬

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

0 引 言

頂板高位大直徑定向鉆孔是工作面采動影響區卸壓瓦斯抽采治理的重要手段[1-2]，具有鉆孔軌跡精確可控，鉆孔利用率高，布孔靈活，不需要輔助施工專用高位鉆場，瓦斯抽采濃度高，便于資源化利用等諸多技術優勢[3-5]。頂板高位大直徑定向鉆孔不僅能夠抽采回采過程中采動影響區域的卸壓瓦斯，有效降低上隅角與回風流中瓦斯濃度，攔截鄰近層卸壓瓦斯，而且還能抽采回采后期采空區的瓦斯，提高瓦斯抽采利用率，經濟及社會效益顯著。現階段頂板高位定向長鉆孔主要施工方法為：先采用隨鉆測量定向鉆進技術施工軌跡可控的導向孔，隨后采用大直徑擴孔技術逐級擴大至目標直徑[6-7]。該施工方法發展相對成熟，具有施工簡單、鉆具配置靈活以及對鉆機設備能力要求較低等優勢，已在國內多個礦區推廣應用。但在長期的應用實踐過程中，該施工方法也逐漸暴露一些問題：首先，基于現有定向鉆具規格與組合形式的隨鉆測量定向鉆進技術在硬巖深孔中的鉆進效率提升空間有限，不能完全滿足采動卸壓瓦斯抽采治理對于進一步提高定向鉆孔鉆進成孔效率的需要；其次，隨著終孔直徑的進一步增大，一方面分級擴孔級數相應增加，綜合擴孔鉆進效率隨之下降[8]，另一方面孔內擴孔鉆桿彎曲變形現象加劇，導致過早疲勞損傷，對于擴孔施工造成安全隱患[9]。……