为解决采用常规水力压裂进行强烈动压巷道切顶卸压效果难以控制的问题，研发了一种钻孔内纵向切槽钻头，进行了一系列实验室试验和井下试验。研究结果表明，纵向切槽钻头可有效实现孔内纵向切槽，引导水力压裂主导裂缝沿切槽方向起裂和扩展，满足强烈动压巷道水力压裂切顶卸压要求，切槽效率比传统的横向切槽钻头效率提高30%～50%;何家塔煤矿井下试验表明，纵向切槽水力压裂主导裂缝沿巷道轴向起裂和扩展，扩散范围达20～30 m,起裂压力明显小于常规水力压裂的起裂压力；受工作面回采影响后纵向切槽水力压裂段煤柱应力增量相对普通水力压裂段和未压裂段明显较小，切顶卸压效果明显好于普通压裂段和未压裂段；纵向切槽水力压裂切顶卸压段工作面端头三角区悬顶长度平均3.7 m,明显小于常规压裂段和未压裂段平均悬顶长度6.2 m和8.0 m,且顶板断裂较为整齐。

国家自然科学基金面上项目(52174080)；

1 水力压裂纵向切槽钻头设计
2 纵向切槽钻头切槽试验
2.1 金刚石锯片耐磨性试验
2.2 纵向切槽水力压裂实验室试验
2.3 井下钻孔内纵向切槽试验
3 纵向切槽水力压裂井下工业试验
3.1 试验点地质与生产条件
3.2 试验方案
3.3 与原有横向切槽工艺对比
4 试验效果
4.1 压裂和扩展效果
4.2 压裂卸压效果监测
(1)煤柱应力监测结果。
(2) 相邻巷道变形。
(3) 三角区悬顶情况。
5 结论

林健,王洋,石垚,王志超.水力压裂纵向切槽钻头的研制与试验[J].能源与环保,2022,44(12):1-6+12.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2022.12.001.