针对松软突出煤层顺层瓦斯钻孔过程中存在的煤屑运移阻力大、容易沉积堆积造成堵孔、钻孔深度浅等问题,将钻井工程中常用的气举反循环技术应用于松软突出煤层顺层瓦斯钻孔的施工中,对气力反循环经钻杆内孔排屑的气力排屑机理进行研究。首先,应用连续介质理论和数学方法建立气力排屑过程中气体和煤粉颗粒群的两相流模型,包括了连续性方程、动量方程和能量方程。建立煤粉颗粒群运动速度与气流速度之间的数学模型,并由这些模型得到气力输送设计计算和实验研究的主要工艺参数,包括了料气输送比、气流速度、颗粒粒径等。其次,基于欧拉双流体模型对瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑进行仿真模拟,应用Fluent软件进行网格划分和数值求解。得出气相-空气,固相-煤粉在管内的运动状态。分析在不同入口压力、流速、颗粒粒度和浓度情况下输送压力损失和煤粉运动的机理。结果表明,在水平钻孔钻进过程中,煤屑在反循环气力作用下,气流速度在钻杆内孔中上部比较稳定,而在钻杆内孔下部靠近内壁处的气流速度明显下降且小于中心区域;在同一位置输送浓度越大,气流速度也越大;在输送浓度不变的情况下,随着气流速度的增大压力损失也增大。最后,设计气力输送实验装置,测试了在不同入口气速、输送量、料气比及粒径大小情况下管道内压降的实验数据。并且,使用高速摄像机拍摄了管道内部煤粉输送过程的运动状态。对瓦斯抽放钻孔气力排屑的理论分析及仿真模拟进行了验证。