煤礦井下隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)

1.煤礦井下隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)培訓(xùn)系列課程內(nèi)容1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備3.定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用4.研究與發(fā)展方向1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介（1）基本概念

近水平定向鉆進(jìn)（HDD）技術(shù)是指利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用專用工具使近水平鉆孔軌跡按設(shè)計(jì)要求延伸鉆進(jìn)至預(yù)定目標(biāo)的一種鉆探方法，即有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎。目前煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)主要有穩(wěn)定組合鉆具鉆進(jìn)和孔底螺桿馬達(dá)鉆進(jìn)2種工藝技術(shù)。

孔底螺桿馬達(dá)鉆進(jìn)以螺桿馬達(dá)（高壓沖洗液作為傳遞動(dòng)力介質(zhì)）作為孔底動(dòng)力鉆具，通過(guò)采用帶有不同形式造斜件（彎外管或彎接頭）的螺桿鉆具并配備隨鉆測(cè)斜儀器，就可進(jìn)行滿足不同需要的定向鉆進(jìn)施工。（2）與常規(guī)鉆進(jìn)的區(qū)別和技術(shù)特點(diǎn)1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)不同，螺桿馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石時(shí)，整個(gè)鉆桿柱和螺桿鉆具的外殼（包括造斜件）不旋轉(zhuǎn)，所以造斜件彎曲的方向即是鉆孔將要彎曲的方向。

鉆孔深度有限鉆孔數(shù)量多勞動(dòng)強(qiáng)度大施工周期長(zhǎng)封孔質(zhì)量差常規(guī)鉆進(jìn)軌跡精確控制有效距離長(zhǎng)多分支孔鉆進(jìn)效率高一孔多用集中抽采定向鉆進(jìn)（2）與常規(guī)鉆進(jìn)的區(qū)別和技術(shù)特點(diǎn)1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介孔底螺桿馬達(dá)定向鉆進(jìn)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：a.鉆具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格昂貴，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高；b.對(duì)傾角、方位角控制調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，可進(jìn)行實(shí)時(shí)精確隨鉆測(cè)量，定向精度高、效果好，易于實(shí)現(xiàn)深孔以及多分支孔鉆進(jìn)；c.受螺桿馬達(dá)及配套鉆桿結(jié)構(gòu)和能力的制約，對(duì)沖洗液的凈化要求高，施工鉆孔直徑一般在96mm，不滿足施工大直徑鉆孔的需要；d.地層適應(yīng)性較弱，抗孔內(nèi)事故能力差，一般要求在硬而完整的煤層或穩(wěn)定的巖層中施工。定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下起步于20世紀(jì)六七十年代美、德、英等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，初期主要是移植在石油鉆井中成功應(yīng)用的穩(wěn)定組合鉆具。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，螺桿鉆具得到快速發(fā)展。美國(guó)用螺桿鉆具和定向鉆進(jìn)監(jiān)測(cè)儀器鉆成1432.56m

的瓦斯抽采孔。澳大利亞在煤質(zhì)較硬的穩(wěn)定煤層中采用螺桿鉆具、導(dǎo)向工具鉆進(jìn)時(shí)，孔深可達(dá)1000m以上，并進(jìn)行多個(gè)分支孔施工；在易發(fā)生坍塌、掉塊等事故的復(fù)雜地層使用普通回轉(zhuǎn)和螺桿鉆具相結(jié)合的鉆進(jìn)方法，孔深也達(dá)到400~700m。2002年2月，澳大利亞VLD公司用螺桿鉆具完成了孔深1761m的煤礦井下水平定向孔。（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)外發(fā)展）1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介

鑒于近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在國(guó)外的成功應(yīng)用，20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)一些煤礦企業(yè)陸續(xù)從美國(guó)、澳大利亞進(jìn)口9套千米定向鉆機(jī)，例如美國(guó)的LHD-15型鉆機(jī)、澳大利亞的LMC-75型和UDR系列鉆機(jī)，分別在松藻、鐵法、淮南、撫順、平頂山等礦務(wù)局試用。由于這些煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層松軟，進(jìn)口鉆機(jī)配套鉆桿壁薄、強(qiáng)度有限，使用中經(jīng)常發(fā)生鉆桿折斷、螺桿鉆具脫落等孔內(nèi)事故，成孔率非常低。即使在國(guó)外專家指導(dǎo)下,最深鉆孔也只有470m，不足鉆機(jī)標(biāo)定鉆進(jìn)能力的一半。（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)內(nèi)引進(jìn)）1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介

2003年，山西亞美大寧能源有限公司利用引進(jìn)的VLD定向鉆機(jī)進(jìn)行瓦斯抽采和探測(cè)煤層頂?shù)装?。在?guó)外專家指導(dǎo)下，施工完成千米定向瓦斯抽采鉆孔1個(gè)，主孔深度1002m，終孔直徑94mm。晉城寺河礦自2005年開(kāi)始，先后引進(jìn)6套澳大利亞VLD1000型鉆機(jī)，用于瓦斯抽采鉆孔施工，并于2006年

完成主孔深1005m

的鉆孔1個(gè)，此外主要施工孔深在200~500m的沿煤層定向瓦斯抽采鉆孔。

2007年寧煤集團(tuán)引進(jìn)同型號(hào)的鉆機(jī)，在白箕溝礦半煤半巖地層也完成了孔深1023m的鉆孔，終孔直徑94mm。煤質(zhì)較硬是這些應(yīng)用實(shí)例取得成功的主要原因，雖然有些鉆孔達(dá)到或超過(guò)1000m，但斷鉆桿、掉鉆具的問(wèn)題仍較突出。1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)內(nèi)引進(jìn)）我國(guó)煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)試驗(yàn)研究始于20世紀(jì)90年代初。1993年煤科總院西安院在大同礦務(wù)局四臺(tái)礦施工勘探地質(zhì)異常體的近水平鉆孔，采用以孔底穩(wěn)定組合鉆具為主，局部孔段使用國(guó)產(chǎn)的螺桿鉆具糾斜鉆進(jìn)的方法，使孔深達(dá)到了302.5m。由于受當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)螺桿馬達(dá)、測(cè)斜儀器等制造技術(shù)落后的限制，西安院暫時(shí)放棄了用孔底螺桿馬達(dá)實(shí)施定向鉆進(jìn)的技術(shù)途徑。在接下來(lái)的近10年，倡導(dǎo)并積極推進(jìn)以穩(wěn)定組合鉆具為核心技術(shù)的煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，并取得了很好的效果，分別于1999年、2000年和2002年完成603m、721m和865m的煤礦井下近水平定向鉆孔，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)之最。（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)內(nèi)發(fā)展）1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介從2005年起，煤科總院西安院以國(guó)家重大科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目為依托，對(duì)孔底螺桿馬達(dá)定向鉆進(jìn)技術(shù)與配套機(jī)具進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，研制成功了適合我國(guó)礦井地質(zhì)條件的千米定向鉆機(jī)，Ф73mm高強(qiáng)度大通孔通信鉆桿和新型隨鉆測(cè)量系統(tǒng)。

2007年12月在陜西彬長(zhǎng)礦區(qū)大佛寺礦現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中主孔終孔深811.8m；2008年4月在淄博礦業(yè)亭南礦鉆進(jìn)主孔2個(gè)，終孔直徑94mm，最大孔深超過(guò)1000m。1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)內(nèi)發(fā)展）煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)自2008年試驗(yàn)成功以來(lái)，已在國(guó)內(nèi)30多個(gè)礦井進(jìn)行推廣應(yīng)用，在硬煤層鉆進(jìn)中最大主孔孔深1212m，最大分支孔孔深915m，累計(jì)施工鉆孔進(jìn)尺達(dá)數(shù)百萬(wàn)米。從此之后，中煤科工集團(tuán)重慶研究院、沈陽(yáng)北方交通重工集團(tuán)先后進(jìn)行研究并生產(chǎn)出同類產(chǎn)品。1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介（3）煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程（國(guó)內(nèi)發(fā)展）（4）適用條件和應(yīng)用范圍a)煤層條件煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)適用于普氏系數(shù)f≥1

的較完整煤層，避免在煤層破碎帶或煤層陷落柱區(qū)域內(nèi)布置定向鉆孔。b)巖層條件煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)適用于普氏系數(shù)f≤6

的巖層，避免在裂隙發(fā)育帶或炭質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等遇水膨脹性巖層內(nèi)布置定向鉆孔。1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介（4）適用條件和應(yīng)用范圍1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介

煤礦井下近水平隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)通過(guò)對(duì)傾角和方位角的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔軌跡的精確控制，保證鉆孔軌跡在目的層中有效延伸，并可進(jìn)行多分支孔施工，具有鉆進(jìn)效率高、一孔多用、集中抽采等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外瓦斯高效抽采的主要技術(shù)途徑，并應(yīng)用于地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)和探放水等領(lǐng)域。（5）國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品性能比較1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介西安研究院ZDY6000LD定向鉆機(jī)6000LD(B)定向鉆機(jī)4000LD(A)定向鉆機(jī)重慶院ZYWL-6000定向鉆機(jī)北方交通ZDY3500L定向鉆機(jī)VLD1000定向鉆機(jī)IDS1000定向鉆機(jī)（5）國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品性能比較1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介主要性能參數(shù)ZDY6000LDZDY6000LD(F)ZYWL-6000ZDY3500LVLD1000IDS1000鉆機(jī)最大扭矩/N·m6000/30006000/300060003048/228630003750/1720最大給進(jìn)/起拔力

/N180/180180/180160/160160/160160/160150/150給進(jìn)行程/mm100010001000150015001800電機(jī)功率/KW759090909090外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）/mm3380×1450×18003230×1360×18603830×2100×19503970×2360×19353742×2100×16664310×2010×1885鉆機(jī)質(zhì)量/kg70005930/35001250014000850011000通纜鉆桿直徑/mm73/8973/8973707070長(zhǎng)度/mm3000/15003000/15003000300030003000強(qiáng)度抗拉/KN≥950≥950----抗扭/N·m≥6000≥6000----測(cè)斜儀精度傾角/°±0.2±0.2±0.2±0.1±0.1±0.1方位角/°±1.5±1.5±1.5±0.5±0.5±0.5工具面/°±1.5±1.5±1.5±0.5±0.5±0.5終孔直徑/mm969696969696（5）國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品性能比較1.定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司作為國(guó)內(nèi)第一家研制煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備的企業(yè)，目前已形成以ZDY120000LD、

ZDY6000LD、ZDY6000LD(F)、ZDY6000LD(A)、ZDY4000LD

等為代表的一系列定向鉆機(jī)和配套產(chǎn)品，能夠充分滿足用戶各種不同的施工需要。2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備

千米定向鉆機(jī)隨鉆測(cè)量?jī)x器專用定向鉆具配套鉆進(jìn)工藝系統(tǒng)組成（1）定向鉆進(jìn)系統(tǒng)組成與工藝原理2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（1）定向鉆進(jìn)系統(tǒng)組成與工藝原理

泥漿泵提供的高壓水通過(guò)送水器、中心通纜鉆桿進(jìn)入孔底馬達(dá)內(nèi)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)切削煤巖層。鉆進(jìn)過(guò)程中整個(gè)鉆桿柱不旋轉(zhuǎn)，僅孔底馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)碎巖鉆進(jìn)。

而鉆孔軌跡控制主要通過(guò)改變孔底馬達(dá)彎角的方向(即工具面向角)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中隨鉆測(cè)量探管將鉆孔的傾角、方位角和工具面向角等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇卓谟?jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，形成鉆孔實(shí)鉆軌跡并顯示。根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡與實(shí)鉆軌跡偏斜狀況，調(diào)整工具面向角以達(dá)到調(diào)整鉆孔軌跡的目的，保證鉆孔軌跡沿預(yù)定方向延伸。螺桿鉆具工具面調(diào)整鉆孔數(shù)據(jù)與軌跡顯示鉆頭馬達(dá)彎頭目前，西安研究院定向鉆機(jī)有：ZDY12000LD、ZDY6000LD、ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD(B)、ZDY6000LD(F)、ZDY4000LD、ZDY4000LD(A)等系列產(chǎn)品。使用時(shí)，可根據(jù)不同使用條件和需要選擇相應(yīng)型號(hào)的產(chǎn)品。（2）定向鉆機(jī)ZDY6000LD定向鉆機(jī)2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備ZDY6000LD(A)定向鉆機(jī)ZDY6000LD(B)定向鉆機(jī)ZDY6000LD(F)定向鉆機(jī)ZDY4000LD(A)定向鉆機(jī)2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（3）隨鉆測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度：傾角：±0.2°方位：±1.5°工具面：±1.5°YHD1-1000(A)隨鉆測(cè)量系統(tǒng)主要由孔口防爆計(jì)算機(jī)、孔底測(cè)量探管等組成。根據(jù)需要可進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)記錄、顯示和存儲(chǔ)等操作。防爆計(jì)算機(jī)與軟件界面測(cè)量探管探管電池筒2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（4）通纜鉆桿a）作為信號(hào)的傳輸通道，在孔底測(cè)斜單元與孔口檢測(cè)設(shè)備之間傳輸信號(hào)；并可通過(guò)鉆桿從孔口向孔底測(cè)斜單元供電。b）作為壓力介質(zhì)（高壓水）的輸送通道，用于驅(qū)動(dòng)孔底馬達(dá)，清潔孔底，冷卻鉆頭以及攜帶巖（煤）粉。c）作為鉆機(jī)與孔底動(dòng)力單元的連接體，傳遞鉆機(jī)施加的給進(jìn)起拔力，并為孔底馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭克取孔底巖石提供反扭矩。通纜鉆桿實(shí)物圖鉆桿桿體外徑：Ф73×5.6mm；鉆桿接頭外徑：Ф75mm；鉆桿定尺長(zhǎng)度：3m；鉆桿抗拉能力：﹥950kN；鉆桿抗扭能力：﹥6000N·M。2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（4）通纜鉆桿1—鉆桿體；2—芯管公接頭；3—錐接頭；4—定位擋圈；5—芯管；6—穩(wěn)定器；7—芯管母接頭；8—柱接頭；9—變徑彈簧；10—導(dǎo)線中心通纜式鉆桿結(jié)構(gòu)原理圖2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（5）螺桿馬達(dá)2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（5）螺桿馬達(dá)外徑mm鉆頭尺寸mm頭數(shù)級(jí)數(shù)長(zhǎng)度m重量kg排量L·min-1轉(zhuǎn)速r·min-1額定輸出扭矩N·m最大鉆壓kN最大壓降MPa7382~1144：532.862113~265160~375257272758配套使用Ф73mm螺桿鉆具主要技術(shù)參數(shù)表螺桿馬達(dá)實(shí)物圖2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備3NB300型泥漿泵

Φ96mm復(fù)合片鉆頭Φ94mm/Φ153mm擴(kuò)孔鉆頭（6）泥漿泵與鉆頭3NB300型泥漿泵主要性能參數(shù)2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備

（7）隨鉆測(cè)量與軌跡控制技術(shù)用于近水平定向鉆孔施工過(guò)程中的隨鉆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，鉆進(jìn)中測(cè)量鉆孔傾角、方位、工具面向角等主要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)孔口鉆孔參數(shù)、軌跡的即時(shí)顯示，便于施鉆人員隨時(shí)了解鉆孔施工情況，并及時(shí)調(diào)整工具面方向和工藝參數(shù)，使鉆孔盡可能的按照設(shè)計(jì)的軌跡延伸。隨鉆測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量軟件界面2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（7）隨鉆測(cè)量與軌跡控制技術(shù)通過(guò)調(diào)整孔底馬達(dá)工具面向角，控制鉆孔傾角和方位角變化總結(jié)分析鉆進(jìn)過(guò)程中反扭矩對(duì)鉆孔軌跡的影響鉆孔軌跡的分析及鉆進(jìn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（8）裸眼側(cè)鉆開(kāi)分支技術(shù)低速磨削開(kāi)分支方法反復(fù)磨削法開(kāi)分支方法開(kāi)分支工藝流程2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備（9）斜向器側(cè)鉆開(kāi)分支技術(shù)斜向器輔助螺桿鉆具下向巖層梳狀分支鉆孔成孔工藝技術(shù)在井下近水平孔鉆進(jìn)中將可回收式封隔斜向器和螺桿鉆具結(jié)合進(jìn)行梳狀分支孔定向鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了在堅(jiān)、中硬巖層中進(jìn)行分支與軌跡控制。2.定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用煤礦井下隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)主要應(yīng)用于：（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工；（2）松軟煤層梳狀瓦斯抽采鉆孔施工；（3）精細(xì)地質(zhì)勘探鉆孔施工；（4）探、放水鉆孔施工；（5）定向工程鉆孔施工等。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用煤礦瓦斯抽采硬煤層和松軟煤層煤礦井下探放水煤礦井下底板注漿煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)探測(cè)煤層頂、底板井下水平定向長(zhǎng)鉆孔最大主孔深度1212m，單孔最多分支孔24個(gè)，最大分支孔深度698m，水平偏差小于孔深的5‰，垂直偏差小于孔深的1‰，為各應(yīng)用礦區(qū)在瓦斯抽采和利用方面創(chuàng)造了可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

在國(guó)內(nèi)17個(gè)礦區(qū)30個(gè)煤礦成功推廣118臺(tái)套。（2013.8）寧煤4臺(tái)內(nèi)蒙9臺(tái)阜新1臺(tái)龍煤2臺(tái)神華8臺(tái)沈煤1臺(tái)柳林15臺(tái)陽(yáng)泉13臺(tái)西山6臺(tái)汾西7臺(tái)晉城長(zhǎng)治14臺(tái)焦作8臺(tái)兩淮2臺(tái)黃陵2臺(tái)陜煤4臺(tái)彬長(zhǎng)4臺(tái)冀中能源1臺(tái)盤江1臺(tái)3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用寧煤汝箕溝煤礦32215工作面鉆孔軌跡圖（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（寧煤汝箕溝礦）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用寧煤汝箕溝煤礦534工作面2號(hào)鉆場(chǎng)鉆孔軌跡圖（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（寧煤汝箕溝礦）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（彬長(zhǎng)大佛寺礦）2011年8月大佛寺煤礦2#輔運(yùn)大巷1#鉆場(chǎng)4#鉆孔

施工最大主孔孔深1212m，探頂兩次，開(kāi)分支5次，單孔純瓦斯流量達(dá)到8.27m3/min。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（彬長(zhǎng)大佛寺礦）3#、4#定向鉆孔日瓦斯抽采量變化曲線和累計(jì)瓦斯抽采量曲線（3#鉆孔主孔深度933m，總進(jìn)尺1623m；4#鉆孔主孔深度1212m，總進(jìn)尺1527m）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（山西保德礦）鉆孔平均深度達(dá)到800米以上，瓦斯抽采效率達(dá)到常規(guī)鉆孔的5倍，瓦斯抽采濃度達(dá)到85%以上。鉆進(jìn)最大孔深1111.6m，開(kāi)分支7次，探頂5次。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（1）工作面沿煤層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔施工（長(zhǎng)武亭南礦）

1號(hào)主孔：終孔深度1046m；2號(hào)主孔：終孔深度822m；4個(gè)分支孔分別按照設(shè)計(jì)軌跡從回風(fēng)順槽和運(yùn)輸順槽的靶區(qū)穿出；鉆進(jìn)最高時(shí)效：26.4m/h，平均進(jìn)尺：160m/d；終孔直徑：96mm；

鉆孔縱向偏差不足1m，橫向擺動(dòng)不超過(guò)8m。鉆頭穿出靶區(qū)現(xiàn)場(chǎng)3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（2）松軟煤層梳狀瓦斯抽采鉆孔施工（朱仙莊煤礦）在淮北礦業(yè)股份有限公司朱仙莊礦10715工作面10煤頂板進(jìn)行梳狀定向孔施工，共施工梳狀定向鉆孔3個(gè)，1#梳狀孔主孔孔深為603m，分支孔8個(gè)；2#梳狀孔主孔孔深603m，分支孔9個(gè)；3#梳狀孔主孔孔深570m，分支孔4個(gè)；分支孔最大孔深達(dá)到181m，施工總進(jìn)尺3530m

。3#鉆孔實(shí)鉆軌跡圖鉆孔工作面與剖面分布圖3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

在梳狀孔底部10#煤回采后，造成8#煤和10#煤間巖層產(chǎn)生“卸壓增透”效應(yīng),通過(guò)梳狀孔負(fù)壓抽采卸壓瓦斯，隔絕8#煤瓦斯進(jìn)入10#煤，防止造成10#煤瓦斯富集影響其開(kāi)采。截止2011年9月底，已抽采瓦斯純量183204.98m3。類型總進(jìn)尺/m最大孔深/m施工周期/月抽采瓦斯純量/m3梳狀孔26396031183204.9頂板孔24000150692658.3梳狀鉆孔抽采煤層效果較好，能夠滿足松軟煤層煤層氣抽采的需要。朱仙莊煤礦10715工作面高位孔與梳狀孔煤層氣抽采量曲線圖（2）松軟煤層梳狀瓦斯抽采鉆孔施工（朱仙莊煤礦）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用河南焦作九里山礦16141工作面，施工梳狀孔3個(gè)，其中：1#梳狀孔主孔深510m，含分支孔11個(gè)，分支孔最大孔深81m；2#梳狀孔主孔深510m，分支孔7個(gè)，最大分支深度120m；3#梳狀孔主孔深564m，分支孔7個(gè)，最大分支深度81m；（2）松軟煤層梳狀瓦斯抽采鉆孔施工（九里山煤礦）焦作九里山煤礦梳狀定向鉆孔施鉆軌跡圖（主孔深510m，梳狀分支孔7個(gè)，試驗(yàn)總進(jìn)尺848m）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用該工作面2012年5月下旬回采，截止到12月底，3個(gè)梳狀鉆孔累計(jì)抽采瓦斯純量達(dá)到109萬(wàn)m3，有效保障了工作面回采。九里山梳狀孔瓦斯抽采濃度與每天純瓦斯抽采量

九里山三個(gè)梳狀孔每月純瓦斯抽采累計(jì)量（2）松軟煤層梳狀瓦斯抽采鉆孔施工（九里山煤礦）3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（3）精細(xì)地質(zhì)勘探鉆孔施工——探測(cè)煤層頂、底板寺河?xùn)|歸大巷1號(hào)錯(cuò)車場(chǎng)4#長(zhǎng)鉆孔剖面示意圖

2010年11月，晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河礦探測(cè)主采煤層頂、底板，勘探主孔深達(dá)到1059m，開(kāi)分支16次，探頂7次，探底8次。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（3）精細(xì)地質(zhì)勘探鉆孔施工——探測(cè)陷落柱

2010年在該區(qū)域施工兩個(gè)定向鉆孔，其中1#孔有分支孔25個(gè)，主孔最大孔深達(dá)570m，分支孔最大孔深達(dá)246m，實(shí)鉆總進(jìn)尺2736m；根據(jù)實(shí)鉆軌跡在煤層采掘工程面圖分布圖，結(jié)合實(shí)鉆施工情況分析出陷落柱、斷層位置（如圖中A、B、C點(diǎn)）及附近破碎帶區(qū)域，為礦方提供準(zhǔn)確地質(zhì)資料。

杜兒坪礦1#定向孔軌跡平面圖

實(shí)鉆軌跡3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（4）探、放水鉆孔施工2013年3月～4月，在內(nèi)蒙母杜柴登礦施工完成3個(gè)定向探水鉆孔，1#鉆孔主孔深510m，2#鉆孔708m，3#鉆孔615m，試驗(yàn)總進(jìn)尺1797m。內(nèi)蒙母杜柴登礦定向探水鉆孔軌跡平面圖設(shè)計(jì)軌跡實(shí)鉆軌跡3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（4）探、放水鉆孔施工

1#鉆孔在318m處出水，出水量約2m3/h；2#鉆孔在680m處出水，出水量約為14m3/h；3#鉆孔未出水。通過(guò)本次施工，探明了該區(qū)域煤層頂板含水情況，為巷道掘進(jìn)施工提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（5）工程注漿孔施工隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備還可用于井下探放水及頂、底板隔水層注漿加固鉆孔施工。河南趙固一礦底板注漿加固鉆孔設(shè)計(jì)平面布置圖3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用（5）工程注漿孔施工技術(shù)途徑：利用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工下斜鉆孔至預(yù)定層位，然后利用定向鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行造斜鉆進(jìn)，調(diào)整鉆孔傾角與地層傾角一致后，使鉆孔在欲加固的層位延伸，成孔后高壓注漿，將鉆孔鉆遇的裂隙填滿，形成隔水層。底板注漿加固定向鉆孔布置示意圖3.定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用鉆孔注漿效果：1#鉆孔：610.5m，14768m35#鉆孔：687m，1633.2m34#鉆孔：527m，921.3m32#鉆孔：519m，646.8m31#鉆孔：8次，35m3/h5#鉆孔：6次，11m3/h4#鉆孔：3次，8m3/h2#鉆孔：1次，10m3/h①②④⑤4.研究與發(fā)展方向目前，國(guó)內(nèi)煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備盡管有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在某些應(yīng)用方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平，但與石油定向鉆井、測(cè)井技術(shù)相比，還存在一定技術(shù)差距。近幾年煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備將在以下幾個(gè)方向取得新進(jìn)展：（1）在現(xiàn)有有線隨鉆測(cè)量的基礎(chǔ)上，適用于煤礦井下條件的電磁波、泥漿脈沖等無(wú)線隨鉆測(cè)