(中煤科工西安研究院(集团)有限公司，陕西 西安 710077)

（1）开发了气动定向钻进装备的研制及配套钻进工艺和筛管完孔技术，具备综合定向钻进轨迹精准可控，空气钻进孔壁扰动小，成孔效果好的优势，形成煤矿井下碎软煤层定向钻进的解决方案，保障了碎软煤层钻孔瓦斯治理效果，拓宽了煤层钻孔瓦斯治理方式。

（2）气动螺杆马达定向钻进技术治理碎软煤层瓦斯，是目前碎软煤层瓦斯抽采的关键技术，其可根据不同地层条件和现场条件，采取灵活的钻孔布置形式，主要有条带走向顺层定向钻孔和条带走向底抽巷梳状定向钻孔替代底板穿层钻孔，工作面倾向顺层定向钻孔替代工作面对穿钻孔，并实现工作面和待掘巷“一孔两消”，其钻孔精度高、成孔质量好、瓦斯抽采效果好，可节约钻孔工程量，有效提高碎软煤层瓦斯治理效率。

（3）采用气动定向钻进技术精确治理碎软煤层瓦斯，符合煤矿安全生产需要，但是一方面，目前气动定向钻进装备仅实现基本的机械化控制，急需解决钻进、排渣、降尘等协同作业和远距离遥控操作，下一步向着钻进全自动控制、孔内事故自主预防处理、装备故障诊断等全流程自动钻进系统方面持续完善改进，逐步实现井下气动定向钻进的智能化、无人化；另一方面，可以探索建立地面集中供气泵站解放井下巷道空间，采用地面集中供气井下规模化钻进的方式，有效增加治理采面气动定向钻机施工数量，大幅缩短采面瓦斯治理周期。

1    气动定向钻进装备

1.1 定向钻机

1.2 除尘泵车

1.3 空压机/制氮机

2    配套钻具

2.1 大通径螺旋钻杆

2.2 随钻测量系统

2.3 气动螺杆马达

2.4 定向钻头

3    气动定向钻进工艺和筛管完孔技术

3.1 气动定向钻进工艺

3.2 筛管完孔技术

4    现场应用及效果分析

4.1 淮北矿区

4.2 淮南矿区

4.3 山西王坡煤矿

4.4山西华阳二矿

4.5 韩城桑树坪二号井煤矿

4.6 效果分析

图 1 ZCY-2×16L 除尘泵车

图 3 流量压力监测系统

图 4 气动螺杆钻具油雾润滑装置

图 7 随钻测量系统软件界面

图 8 气动螺杆马达内部结构

图 13 1682(1) 工作面钻孔抽采纯量及体积分数曲线

田宏亮，男，博士，研究员，博士生导师，中煤科工集团二级首席科学家，陕西省重点科技创新团队带头人，中国煤炭学会钻探工程专委会委员。在地面煤层气井钻进和坑道钻探技术、装备的研究方面多次取得重大技术突破，曾获“2019年度中央企业劳动模范”“全国优秀科技工作者”“全国煤炭青年科技奖”“杰出工程师煤炭行业提名奖”等荣誉称号。完成国家、省部级项目29项，21项成果获省部级以上奖励（国家科技进步二等奖2项，省部级特等奖1项、一等奖8项），起草行业标准4项，发表论文50余篇，编写专著3部，获国家发明专利22项，国家优秀专利奖1项。

主持的项目“煤矿井下随钻测控千米定向钻进技术与装备”实现了我国煤矿井下瓦斯抽采孔由受控钻进到精确定向钻进的飞跃，获国家科技进步二等奖；“煤矿区煤层气开发精确对接井钻进技术与装备”实现了我国地面煤层气开采井的远端精确对接，获中国煤炭工业科学技术特等奖；国家科技重大专项任务“采动区地面水平定向井钻进工艺技术与装备”，实现了地面车载钻机的国产化；“井下深孔绳索取心钻探装备与工艺”创造了国内坑道绳索取心深度的新纪录，获中国煤炭工业科学技术二等奖。

主持和参加完成的科研项目均面向我国煤矿高产高效综采技术发展的迫切需要，其中“煤矿井下随钻测控千米定向钻进技术与装备”“岩石长钻孔成孔设备及工艺的研究”“矿用煤层气抽放长钻孔水平钻机成套设备及钻进工艺技术的开发研究”“坑道大直径水平深孔钻机及定向钻进钻具”等项目代表着国内最高水平，技术成果达到国内领先或国际先进水平。先后主持或主参成功研制了ZDY6000LD、ZDY6000LD（A）、ZDY12000LD和MK-7型等全液压钻机，填补了多项国内大功率坑道钻机的技术空白，在全国各大煤矿企业获得大批量推广应用，创造了较好的社会效益和经济效益。作为负责人在主持2018国家重点研发计划项目“矿山灾害生命保障救援通道快速安全构建关键技术与装备”的实施，主持“十三五”国家科技重大专项任务“穿越采空区钻进技术与装备”的实施，带领团队研发技术更先进、使用性能更可靠的大功率矿用车载钻机及配套钻进技术。

田宏亮同志带领研发团队，以满足客户需求为目标，勇于技术创新，在井下绳索取心钻探技术研究中，创造了坑道取心钻探505.17 m的国内最高纪录，为井下深部资源及周边伴生资源的开发提供了钻探设备和技术保障。在井下随钻测量定向钻进技术研究中，解决了淮南矿区碎软煤层破碎顶板ø 150 mm、深500 m大直径定向钻孔成孔难的关键技术难题，拓宽了随钻测量定向钻进技术的应用范围。在井下中硬煤层随钻测量定向钻进技术研究中，利用研制的大功率定向钻进技术与装备成功钻成了主孔深度3 353 m的顺煤层定向超长钻孔，创造了目前煤矿井下同类钻孔深度新的世界纪录。按照国家“中国制造2025”战略规划和无人化矿井的技术发展要求，田宏亮同志积极加快开发智能化钻机（钻孔机器人），目前已完成了两轮样机的试制及试验，专职研发团队已解决了新产品的主要关键技术，可望在近期形成产品推向市场，为我国的煤矿安全、高效生产服务。