近日，中國(guó)煤科西安研究院自主研發(fā)的煤礦井下頂板高位大直徑定向鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)與裝備，在淮南礦區(qū)實(shí)現(xiàn)中硬巖層φ300mm頂板高位鉆孔一次擴(kuò)孔深度701m，再次創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。

以孔代巷技術(shù)是解決煤礦瓦斯抽采問題的主要手段，特別是在開采深度大、采空區(qū)多的礦區(qū)應(yīng)用廣泛。但是由于受到鉆機(jī)裝備能力有限、大直徑高位孔成孔難、鉆具鉆進(jìn)阻力大、井下運(yùn)輸與作業(yè)空間有限等難題的制約，通常需要開拓高位鉆場(chǎng)或者專用抽采巷道，效率低下且安全性差，嚴(yán)重影響了煤炭資源的安全高效開采。

針對(duì)這些難題，西安研究院依托國(guó)家重大專項(xiàng)研發(fā)了頂板高位大直徑定向鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)與裝備，通過增大鉆孔孔徑、減少鉆孔數(shù)量的辦法，實(shí)現(xiàn)了工作面采動(dòng)卸壓瓦斯抽采的安全、高效施工。

據(jù)悉，頂板高位大直徑定向鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)與裝備主要包括成孔工藝和相應(yīng)的鉆進(jìn)裝備。成孔工藝經(jīng)過多次迭代，成功實(shí)現(xiàn)了從完好地層到復(fù)雜破碎地層的跨越，先后創(chuàng)造了直徑120mm一次成孔到直徑200mm一次成孔再到直徑300mm一次成孔的孔深紀(jì)錄。鉆進(jìn)裝備方面，以“十二五”、“十三五”國(guó)家重大專項(xiàng)為依托，攻克了大直徑鉆具疲勞破壞嚴(yán)重、大直徑螺桿扭矩輸出與壓力損耗的矛盾、滑動(dòng)擴(kuò)孔鉆具托壓及復(fù)合擴(kuò)孔鉆具受交變應(yīng)力的影響等多項(xiàng)技術(shù)難題，在大直徑鉆具全連續(xù)機(jī)械化輔助吊裝及自動(dòng)裝卸鉆具功能基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了井上下數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)字孿生，首次實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操控井下鉆機(jī)施工，井下鉆進(jìn)參數(shù)、鉆孔軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)控等智能化場(chǎng)景。

“該技術(shù)裝備圍繞煤礦井下采動(dòng)卸壓瓦斯高效抽采治理和礦井智能化減人增效強(qiáng)安需要，首創(chuàng)了世界首臺(tái)套礦用大功率自動(dòng)化定向鉆機(jī)和礦用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)系統(tǒng)，有效滿足了礦井‘從小區(qū)域到超大區(qū)域’的瓦斯綜合高效治理技術(shù)裝備的配套需求，前不久成功入選了陜西省首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄。”西安研究院科創(chuàng)院常務(wù)副院長(zhǎng)李泉新這樣介紹。

目前，該技術(shù)裝備已在淮南礦區(qū)、晉城礦區(qū)等為代表的高瓦斯礦井廣泛應(yīng)用。其開創(chuàng)的“以復(fù)雜頂板巖層高位大直徑定向鉆孔代替高位抽采巷道的瓦斯治理模式”取得了良好的應(yīng)用效果。該技術(shù)與裝備的突破進(jìn)一步推進(jìn)了生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，提高了煤礦企業(yè)災(zāi)害治理能力，節(jié)約了礦井生產(chǎn)成本，為煤炭安全生產(chǎn)提供了保障。

來源：中國(guó)煤科