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摘 要：文中深入分析了煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺所具备的优越性，并进一步探讨了煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺所应注意的事项，旨在通过本文的分析与研究，能够为煤矿瓦斯抽采作业技术的愈加完善，做出自己应有的贡献。
关键词：煤矿；瓦斯抽采；定向长钻孔
在煤矿开采过程中，进行煤矿井下瓦斯的治理，是确保煤矿开采安全的前提工作。现阶段，采用钻孔技术，进行煤矿井下瓦斯的抽采作业极为普遍，且依照成孔位置的差异，可将瓦斯抽采钻孔划分成本煤层钻孔、高位钻孔以及穿层钻孔等方式。而由此衍生出的定向长钻孔高效成孔工艺，更是促使瓦斯抽采作业更加的高效及完善，同时，由此也促使此种工艺技术在现阶段的煤矿瓦斯抽采中得以普及。因而，对其进行细致且深入的分析与探讨，便具有极为重要的现实价值与意义。
1 煤矿瓦斯抽采定向长钻孔工艺的优势分析
1.1 定向长钻孔工艺的优势
首先，定向长钻孔工艺具有极强的瓦斯抽采能力。根据现阶段煤矿行业所进行的煤矿瓦斯治理措施分析，应用定向长钻孔工艺后，其单孔平均流量较穿层钻孔工艺提升近50倍，而百米钻孔瓦斯平均流量也有近9倍的差距。并且，利用定向长钻孔工艺进行瓦斯抽采时，瓦斯抽采浓度可由原来的40%，提升至95%左右，并能够持续保持浓度≥80%，穿层钻孔的效率提升了两倍。其次，利用定向长钻孔工艺，还能够对煤矿井下的地质情况做出精确勘探，由此确定煤层顶、底板以及断层等位置及具体情况，这对于煤矿井下作业环境的勘察与方案的制定极为重要。而且，与传统的穿层钻孔工艺相比定向长钻孔工艺具有较高的环境适应能力，能够有效避免空间及时间等因素的制约。再次，定向长钻孔工艺技术的应用，将有效避免因抽采区域及范圍的限定，而造成的盲区出现情况。通常情况下，定向长钻孔工艺可进行分支技术的拓展应用，既能促使煤层的透气效果显著增强，又能有效提升瓦斯的抽采效果，进而促进煤矿井下作业效率的全面提升。同时，由于此种技术的应用，也间接的降低了大直径钻孔对煤层稳定性的破坏程度，这无疑是提升井下人员作业安全的有效措施。最后，通过定向长钻孔工艺技术的应用，能够有效提升各类设备仪器等在井下作业的应用程度，使受环境及温湿度影响较大的仪器与设备等，能够在煤矿井下作业中趋于安全及稳定。
1.2 定向长钻孔高效成孔工艺分析
首先，钻孔的设置条件。作为煤矿井下瓦斯抽采的关键性技术工艺形式，定向长钻孔技术对钻孔的设置合理性要求较高。通常情况下，在实际施工作业过程中，对于钻孔设置的要求因素可大致划分成两点：其一，在布孔层位设定时，尽可能选取地层裂缝位置及中硬岩层。其中，地层裂缝带在选取时，应尽量控制在中上部为宜，如此不仅能确保瓦斯抽采浓度及抽采量的提升，更能够避免因岩层移动而中断瓦斯抽采作业。其二，在布孔层位设定时，若钻孔设定在煤层倾斜位置处，则操作人员应着重分析开采位置的通风效果及瓦斯的流动性，以便促进瓦斯抽采效率的进一步提升。
其次，钻机设备的选取特点。现阶段，由西安煤科院所研制的型号为ZDY6000LD型钻机，是煤矿井下瓦斯抽采工序中，应用最为普遍的钻机型号之一。其重量可达到10吨，最大钻孔深度可达1km，钻孔角度在-10°～20°范围内。同时，其电动机功率为90kw，为转速偏低且扭矩较大的钻机类型。而此方面特点，也促使其不仅能够应用孔口回转方式，进行较大直径的长钻孔作业，更能通过孔底动力随钻倾斜方式，来进行煤层的定向长钻孔施工作业。
2 定向长钻孔高效成孔工艺操作要点
2.1 组合钻具所具备的特性
作为水平长钻孔作业过程中最常应用到的工具，稳定组合钻具及螺杆马达的搭配应用，为定向钻孔的成孔工艺带来了极大的促进与帮助。尤其是稳定组合钻具，不仅具有极为轻巧的结构与极好的运作性能，更在进行介质的冲洗环节中，能够节省下较大的投入成本，这也使得稳定组合钻具在我国现阶段的煤矿企业中被广泛应用。与此同时，孔底稳定组合钻具也是与其相对应的高应用率钻具设备之一，其所具备的优势主要在于：对稳定器及钻杆匹配角度上的给进力与离心力方面的操作。在对本煤层中厚煤层所进行的瓦斯抽采及钻孔作业时，既能够促进瓦斯抽采效率的提升，又能由此显著的降低投入成本，进而促使煤矿井下瓦斯抽采作业的功效显著增强。
2.2 千米钻机瓦斯抽采施工要点
首先，开孔作业要点。应确保在煤矿钻场内及回风流的瓦斯浓度<0.5%时，才能进行开孔作业。并且，确保供水、供电环节不存在安全隐患，排水、排渣以及应急避灾线路保持畅通。而在施工前期所进行的应急预案设定，以及安全隐患排除等工作，也需在此之前做好准备工作。在开孔时，应优先应用φ96mm的PDC钻头，采用回转钻进的方式进行作业，直至钻进长度达到12m后方可提钻，并应用φ153mm的复合片扩孔钻头，进行后续的扩孔作业，并要确保在扩孔达到一定距离后，对孔洞进行清理作业，且在后期进行排水与排渣管道严密性的检查等工作。唯有如此，才能确保开孔作业的完善性与安全性标准达成，也才能避免瓦斯抽采环节中瓦斯和水溢出现象的发生。
其次，钻进作业要点。在钻进作业前期，应对相关设备、仪器以及工器具等进行细致的检查，以此确保钻进工序的连续性和安全性。开新孔前，应确保在钻具组合完毕后，且在下入马达作业前，应保持马达头部朝向正上方，如此便可防止钻具出现回转现象。在钻进过程中，既要时刻确保钻压的稳定性，又要对工作面进行实时的修正与调整，对于加压及减压作业要做到连续，避免跳跃式加压。此外，水压的高低也是钻进打孔过程中所应着重注意的部分，对此，应在钻进环节中应用气水分离设备，在进行抽采的同时，同步实施钻进作业，以此在确保施工连续作业的基础上，保障瓦斯抽采作业的效率得以提升。
3 结语
综上所述，在煤矿瓦斯抽采环节中，应用定向长钻孔高效成孔工艺，不仅能够显著提升瓦斯抽采的效率，更能有效的降低施工投入成本，进而在节约成本的基础上，为煤矿瓦斯抽采技术的完善，做出必要的促进与推动。
参考文献：
[1]程效明.定向长钻孔预抽放技术研究[J].山东煤炭科技，2011，（1）：160，162.
关键词：煤矿；瓦斯抽采；定向长钻孔
在煤矿开采过程中，进行煤矿井下瓦斯的治理，是确保煤矿开采安全的前提工作。现阶段，采用钻孔技术，进行煤矿井下瓦斯的抽采作业极为普遍，且依照成孔位置的差异，可将瓦斯抽采钻孔划分成本煤层钻孔、高位钻孔以及穿层钻孔等方式。而由此衍生出的定向长钻孔高效成孔工艺，更是促使瓦斯抽采作业更加的高效及完善，同时，由此也促使此种工艺技术在现阶段的煤矿瓦斯抽采中得以普及。因而，对其进行细致且深入的分析与探讨，便具有极为重要的现实价值与意义。
1 煤矿瓦斯抽采定向长钻孔工艺的优势分析
1.1 定向长钻孔工艺的优势
首先，定向长钻孔工艺具有极强的瓦斯抽采能力。根据现阶段煤矿行业所进行的煤矿瓦斯治理措施分析，应用定向长钻孔工艺后，其单孔平均流量较穿层钻孔工艺提升近50倍，而百米钻孔瓦斯平均流量也有近9倍的差距。并且，利用定向长钻孔工艺进行瓦斯抽采时，瓦斯抽采浓度可由原来的40%，提升至95%左右，并能够持续保持浓度≥80%，穿层钻孔的效率提升了两倍。其次，利用定向长钻孔工艺，还能够对煤矿井下的地质情况做出精确勘探，由此确定煤层顶、底板以及断层等位置及具体情况，这对于煤矿井下作业环境的勘察与方案的制定极为重要。而且，与传统的穿层钻孔工艺相比定向长钻孔工艺具有较高的环境适应能力，能够有效避免空间及时间等因素的制约。再次，定向长钻孔工艺技术的应用，将有效避免因抽采区域及范圍的限定，而造成的盲区出现情况。通常情况下，定向长钻孔工艺可进行分支技术的拓展应用，既能促使煤层的透气效果显著增强，又能有效提升瓦斯的抽采效果，进而促进煤矿井下作业效率的全面提升。同时，由于此种技术的应用，也间接的降低了大直径钻孔对煤层稳定性的破坏程度，这无疑是提升井下人员作业安全的有效措施。最后，通过定向长钻孔工艺技术的应用，能够有效提升各类设备仪器等在井下作业的应用程度，使受环境及温湿度影响较大的仪器与设备等，能够在煤矿井下作业中趋于安全及稳定。
1.2 定向长钻孔高效成孔工艺分析
首先，钻孔的设置条件。作为煤矿井下瓦斯抽采的关键性技术工艺形式，定向长钻孔技术对钻孔的设置合理性要求较高。通常情况下，在实际施工作业过程中，对于钻孔设置的要求因素可大致划分成两点：其一，在布孔层位设定时，尽可能选取地层裂缝位置及中硬岩层。其中，地层裂缝带在选取时，应尽量控制在中上部为宜，如此不仅能确保瓦斯抽采浓度及抽采量的提升，更能够避免因岩层移动而中断瓦斯抽采作业。其二，在布孔层位设定时，若钻孔设定在煤层倾斜位置处，则操作人员应着重分析开采位置的通风效果及瓦斯的流动性，以便促进瓦斯抽采效率的进一步提升。
其次，钻机设备的选取特点。现阶段，由西安煤科院所研制的型号为ZDY6000LD型钻机，是煤矿井下瓦斯抽采工序中，应用最为普遍的钻机型号之一。其重量可达到10吨，最大钻孔深度可达1km，钻孔角度在-10°～20°范围内。同时，其电动机功率为90kw，为转速偏低且扭矩较大的钻机类型。而此方面特点，也促使其不仅能够应用孔口回转方式，进行较大直径的长钻孔作业，更能通过孔底动力随钻倾斜方式，来进行煤层的定向长钻孔施工作业。
2 定向长钻孔高效成孔工艺操作要点
2.1 组合钻具所具备的特性
作为水平长钻孔作业过程中最常应用到的工具，稳定组合钻具及螺杆马达的搭配应用，为定向钻孔的成孔工艺带来了极大的促进与帮助。尤其是稳定组合钻具，不仅具有极为轻巧的结构与极好的运作性能，更在进行介质的冲洗环节中，能够节省下较大的投入成本，这也使得稳定组合钻具在我国现阶段的煤矿企业中被广泛应用。与此同时，孔底稳定组合钻具也是与其相对应的高应用率钻具设备之一，其所具备的优势主要在于：对稳定器及钻杆匹配角度上的给进力与离心力方面的操作。在对本煤层中厚煤层所进行的瓦斯抽采及钻孔作业时，既能够促进瓦斯抽采效率的提升，又能由此显著的降低投入成本，进而促使煤矿井下瓦斯抽采作业的功效显著增强。
2.2 千米钻机瓦斯抽采施工要点
首先，开孔作业要点。应确保在煤矿钻场内及回风流的瓦斯浓度<0.5%时，才能进行开孔作业。并且，确保供水、供电环节不存在安全隐患，排水、排渣以及应急避灾线路保持畅通。而在施工前期所进行的应急预案设定，以及安全隐患排除等工作，也需在此之前做好准备工作。在开孔时，应优先应用φ96mm的PDC钻头，采用回转钻进的方式进行作业，直至钻进长度达到12m后方可提钻，并应用φ153mm的复合片扩孔钻头，进行后续的扩孔作业，并要确保在扩孔达到一定距离后，对孔洞进行清理作业，且在后期进行排水与排渣管道严密性的检查等工作。唯有如此，才能确保开孔作业的完善性与安全性标准达成，也才能避免瓦斯抽采环节中瓦斯和水溢出现象的发生。
其次，钻进作业要点。在钻进作业前期，应对相关设备、仪器以及工器具等进行细致的检查，以此确保钻进工序的连续性和安全性。开新孔前，应确保在钻具组合完毕后，且在下入马达作业前，应保持马达头部朝向正上方，如此便可防止钻具出现回转现象。在钻进过程中，既要时刻确保钻压的稳定性，又要对工作面进行实时的修正与调整，对于加压及减压作业要做到连续，避免跳跃式加压。此外，水压的高低也是钻进打孔过程中所应着重注意的部分，对此，应在钻进环节中应用气水分离设备，在进行抽采的同时，同步实施钻进作业，以此在确保施工连续作业的基础上，保障瓦斯抽采作业的效率得以提升。
3 结语
综上所述，在煤矿瓦斯抽采环节中，应用定向长钻孔高效成孔工艺，不仅能够显著提升瓦斯抽采的效率，更能有效的降低施工投入成本，进而在节约成本的基础上，为煤矿瓦斯抽采技术的完善，做出必要的促进与推动。
参考文献：
[1]程效明.定向长钻孔预抽放技术研究[J].山东煤炭科技，2011，（1）：160，162.