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近日，記者從中煤科工集團西安研究院有限公司（以下簡稱西安研究院）獲悉，由該院承擔(dān)的國家科技重大專項課題成果“大功率定向鉆進技術(shù)與裝備”在神東保德煤礦成功鉆成了主孔深度2311m的順煤層超長定向鉆孔，打破了由該院2014年在晉煤集團寺河煤礦創(chuàng)下的1881m定向鉆孔深度世界紀(jì)錄，刷新了當(dāng)前由澳大利亞公司在Metropolitan礦創(chuàng)下的2151m孔深世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備獲得重大突破。

煤層氣（俗稱瓦斯）是主要以吸附狀態(tài)賦存于煤層之中的一種自生自儲式非常規(guī)天然氣，主要成分為甲烷。煤炭開采過程中，空氣中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%—16%時，遇明火就會爆炸，是煤礦瓦斯事故的根源；另外隨煤炭開采釋放的瓦斯如果直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強。

煤層氣（瓦斯）又是一種潔凈能源和優(yōu)質(zhì)化工原料，1立方米純瓦斯的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣。因此開發(fā)利用煤層氣（瓦斯）對緩解我國常規(guī)油氣供應(yīng)緊張狀況，改善煤礦安全生產(chǎn)條件、實施國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、保護大氣環(huán)境等多方面均具有十分重要意義。

我國煤礦煤層賦存地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層瓦斯含量高、壓力大，瓦斯災(zāi)害事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響了煤炭的開采,利用鉆孔對煤層瓦斯進行抽采是目前國內(nèi)外常用且有效的方法。

西安研究院結(jié)合煤礦井下安全生產(chǎn)需要，自上世紀(jì)60年代開展了大量的鉆探技術(shù)研究、裝備研制以及技術(shù)咨詢服務(wù)等工作，著力解決煤田地質(zhì)勘探和煤礦安全生產(chǎn)過程中遇到的探放水、探構(gòu)造、煤層氣（瓦斯）抽放（采）、含水層改造和隔水層加固等重大鉆探技術(shù)難題，共完成國家科技重大專項、國家和省部級等各類科研項目210余項，獲全國科學(xué)大會獎2項、國家科技進步獎3項、省部級等各類科技成果獎56項。其中“煤田鉆探人造金剛石鉆頭鉆進性能及人造金剛石合成的研究”“繩索取心器及打撈器的研究和試驗”等項目獲國家科學(xué)大會獎，“坑道鉆機及近水平孔定向鉆進技術(shù)的研究”項目獲國家科技進步二等獎，“陽泉礦務(wù)局瓦斯綜合治理技術(shù)的研究”項目獲國家科技進步三等獎。研究成果在地質(zhì)勘探和煤礦安全生產(chǎn)方面推廣應(yīng)用，為煤田地質(zhì)勘探工作和煤炭安全開采提供了重要技術(shù)支撐。

隨著我國煤礦生產(chǎn)技術(shù)及裝備水平的不斷提升，礦井安全、高效生產(chǎn)提出了礦井瓦斯區(qū)域、精確治理以及瓦斯清潔利用等更高的要求。在新的形勢下，采用傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆進工藝技術(shù)施工煤層瓦斯抽采鉆孔暴露出了諸多問題，主要體現(xiàn)在：施工精度低、施工速度慢、鉆孔軌跡不可控制、無法適應(yīng)煤層頂?shù)装迤鸱�、無效進尺多、鉆孔利用率低及單孔瓦斯抽采量小等方面，不能滿足生產(chǎn)實際需求。

2002年，國內(nèi)煤礦企業(yè)逐漸開始從國外引進煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備用于順煤層瓦斯抽采定向鉆孔施工。煤礦井下定向鉆進技術(shù)可以實現(xiàn)鉆孔軌跡的精確控制，保證鉆孔軌跡在預(yù)定層位中的有效延伸，增加鉆孔有效抽采距離，提高瓦斯抽采效率；另外，定向鉆進技術(shù)可進行多分支孔施工，施工的鉆孔能均勻覆蓋整個工作面，具有鉆進效率高、一孔多用、集中抽采等優(yōu)點，在礦井瓦斯治理中發(fā)揮出重要作用。

然而，先進的隨鉆測量定向鉆進技術(shù)與裝備被國外企業(yè)所壟斷，高昂的設(shè)備采購及維護費用導(dǎo)致瓦斯治理成本居高不下。針對此情況，西安研究院從2005年開始，在國家發(fā)改委、科技部等支持下，依托國家重點研發(fā)專項、“十一五”和“十二五”國家科技油氣重大專項，開發(fā)了系列化煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備，創(chuàng)新研制了12000Nm大功率定向鉆機，解決了井下超長定向孔施工裝備能力不足的難題；發(fā)明了煤礦井下防爆型無線隨鉆測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了測量信號傳輸由“有線”到“無線”的跨越；信號傳輸距離達(dá)到2000m以上；開發(fā)了井下深孔高效定向鉆進及鉆孔事故處理新技術(shù)，鉆進效率提高40%。成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平，獲得國家科技進步二等獎1項、陜西省科技進步二等獎1項、中國煤炭工業(yè)協(xié)會一等獎2項等諸多榮譽。

目前，西安研究院煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備已在國內(nèi)20多個礦區(qū)進行了成功推廣應(yīng)用，在煤礦區(qū)煤層氣（瓦斯）高效抽采方面發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

隨著煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備的不斷完善，煤礦井下定向鉆孔深度紀(jì)錄也不斷提高，2008年在陜西亭南礦達(dá)到1046m，2010年在山西寺河煤礦達(dá)到1059m，2011年分別在神東保德煤礦和陜西大佛寺煤礦達(dá)到1111.6m和1212m，2014年在山西寺河煤礦達(dá)到1881m，此次在神東保德煤礦鉆孔主孔深度達(dá)到2311m，刷新了當(dāng)前世界紀(jì)錄。

此次鉆探施工由西安研究院和神東煤炭集團保德煤礦共同承擔(dān)。現(xiàn)場結(jié)合保德煤礦超長工作面瓦斯區(qū)域治理需要，在保德煤礦二盤區(qū)，利用西安研究院ZDY12000LD大功率定向鉆進裝備，分別采用“主動探頂+側(cè)鉆開分支”及復(fù)合定向鉆進工藝技術(shù)，實現(xiàn)了順煤層超長定向鉆孔全孔段在煤層中鉆進，克服了以往滑動定向鉆進工藝鉆進系統(tǒng)壓力參數(shù)隨孔深增加上升迅速，從而使鉆進能力受限的技術(shù)難題。在雙方通力合作下，施工完成主孔深度達(dá)2311m的本煤層超長定向鉆孔，鉆孔探頂開分支15次，總進尺3094m，孔徑Ф120mm，平均日進尺200m以上，孔深達(dá)2000m以上仍實現(xiàn)了單班進尺90m的高效定向鉆進。

2017年12月19日，西安研究院董書寧董事長一行在神東煤炭集團有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的陪同下前往保德煤礦井下施工現(xiàn)場進行慰問和祝賀，詳細(xì)考察了保德礦井下定向鉆機應(yīng)用現(xiàn)場，向現(xiàn)場人員詢問了施工和鉆機使用情況。座談會上雙方就這次再創(chuàng)孔深世界紀(jì)錄向現(xiàn)場工作人員表示祝賀，并就煤礦井下鉆探技術(shù)發(fā)展方向進行了深入交流，暢談了今后合作計劃及后續(xù)服務(wù)工作等。

這次突破，又一次顯著提高了我國煤礦井下超長定向鉆孔的施工能力，為超長綜采工作面瓦斯區(qū)域高效治理提供了可靠的技術(shù)和裝備支持。該成果既可用于中硬煤層順層定向鉆孔、大直徑頂板高位定向鉆孔等瓦斯抽采鉆孔施工，也可推廣應(yīng)用于水害防治定向鉆孔、煤層頂?shù)装遄�漿加固鉆孔、隱蔽致災(zāi)因素探查定向鉆孔以及礦山事故救援大直徑鉆孔等工程，顯著提升了我國煤礦井下定向鉆進技術(shù)與裝備水平，提高了井下超長定向鉆孔、大直徑定向長鉆孔的施工能力，對保障煤礦安全高效生產(chǎn)起到積極推動作用。