煤矿井下碎软煤层空气复合定向钻进技术与装备

针对碎软煤层瓦斯高效抽采与治理已成为制约煤矿安全高效生产的关键技术瓶颈问题，在分析碎软煤层顺层钻孔钻进关键技术难题的基础上，提出采用空气复合定向钻进技术与装备进行碎软煤层钻孔施工的技术方案，介绍了其技术原理与技术优势，开发了复合定向钻进技术、顺煤层长距离成孔技术和复合强排渣技术，选配了矿用空压机和孔口除尘器，研制了空气螺杆马达、空气流量与压力监控系统、配套钻具等钻进装备。在贵州省青龙煤矿开展了现场试验，在普氏系数为0.37的碎软突出煤层中，完成5个定向钻孔和2个定向主分支孔施工，最大孔深385 m，总进尺3 014 m，最大单孔瓦斯抽采纯量超过1 500 m3/d，取得了碎软煤层定向钻孔成孔深度和瓦斯抽采效果的重大突破。空气复合定向钻进技术与装备可在工作面圈闭之前对碎软煤层瓦斯进行超前区域递进式抽采治理，掩护巷道掘进和工作面回采，具有钻孔施工周期短、成本低、瓦斯抽采效果好等显著优势，可对革新井下碎软煤层瓦斯治理模式、助力煤矿企业降本增效提供技术参考。