復(fù)雜地層高位定向長鉆孔成孔工藝研究與應(yīng)用

王建強(qiáng) ，張 杰，杜學(xué)明

(1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077；2.山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司 曙光煤礦，山西 孝義 032300)

0 引 言

瓦斯災(zāi)害是煤礦重大自然災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅、制約著礦井安全生產(chǎn)[1-2]。隨著礦井生產(chǎn)強(qiáng)度的提高和開采深度的增大，礦井瓦斯涌出量隨之增大，采空區(qū)瓦斯涌出現(xiàn)象加劇，制約著煤礦安全高效開采。目前采空區(qū)瓦斯治理主要采用高抽巷和頂板高位鉆孔，高抽巷要求在開采煤層頂板采動裂縫帶內(nèi)布置1條用于采空區(qū)瓦斯抽采的專用巷道，但巷道掘進(jìn)成本高，而且施工周期長[3]；頂板高位鉆孔分為普通高位鉆孔和定向高位鉆孔，根據(jù)采空區(qū)“三帶”理論，將鉆孔布置在煤層頂板裂縫帶內(nèi)。普通高位鉆孔主要采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，鉆孔軌跡不可控，一般要求每間隔50～70 m布置1個頂板高位鉆場，鉆孔施工深度80～180 m，有效孔段比例較低，不足40%。定向高位鉆孔主要采用定向鉆進(jìn)工藝，鉆孔軌跡可精確控制，一般要求每間隔400～500 m布置1個煤層鉆場，鉆孔施工深度不小于500 m，有效孔段比例不小于80%。定向高位鉆孔在治理采空區(qū)瓦斯具有顯著優(yōu)勢，不僅大幅降低鉆場數(shù)量和鉆孔進(jìn)尺量，而且降低了瓦斯治理成本。近年來，相關(guān)學(xué)者在煤礦井下高位定向鉆孔在采空區(qū)瓦斯治理方面開展了大量的研究工作：針對頂板高位定向鉆孔在淮南礦區(qū)頂板復(fù)雜地層中成孔難的問題，采用注漿加固破碎地層、擴(kuò)孔技術(shù)疏通鉆孔、增大鉆孔開孔傾角和破碎地層孔段傾角快速通過破碎地層等技術(shù)措施有效解決成孔難題[4-6]?！?br>