为解决下行定向钻孔施工过程的堵塞和塌孔问题，优选出氮气泡沫洗井、解堵方法；针对煤矿下行定向钻孔施工的特点，通过COMSOL软件采用含壁函数的湍流模型模拟耦合瓦斯流动和煤体变形，分析钻孔抽采后流体压力变化引起的孔壁弹性位移；模拟结果表明瓦斯携带的煤粉颗粒会撞击孔壁使孔壁变形或剥离，进而导致抽采钻孔塌孔；利用三维库仑失效准则模型求解抽采引起的压力变化以及压力变化引发的应力、应变、位移变化及下行定向钻孔塌孔风险，结果表明钻孔弯曲处发生塌孔现象的可能性最大。研究下行定向钻孔氮气泡沫幂律多相流携渣解堵技术机理，利用幂律多相流理论，对氮气泡沫在钻杆内、钻头处、环空间隙等部分流体压力及煤粉的运动状态进行分析，通过幂律流体的本构方程推导出钻孔内环形空间流量公式，得出钻渣在泡沫流中的输送情况；设计稳定氮气泡沫发生器、泡沫发生灌注系统、下行定向钻孔氮气泡沫钻进工艺、瓦斯抽采钻孔氮气泡沫二次解堵工艺；进行下行定向钻孔氮气泡沫排渣现场工业实验，结果表明氮气钻孔相比水排钻孔，抽采浓度优势明显，初始混量和纯量均值差距达6.5和6.4倍，40天混量和纯量差距达10倍左右，说明氮气泡沫洗井方法可显著提高瓦斯抽采效率。

0 引 言
1 定向钻孔孔壁变形、塌孔风险分析
2 下行定向钻孔环空氮气泡沫幂律多相流携渣理论分析
2.1泡沫的稳定性研究
2.2 煤层钻进泡沫流动性研究
2.3 泡沫中煤粉悬浮性能
2.4向上排渣钻屑受力分析
2.5环空间隙泡沫排渣的压力损失
3下行定向钻孔氮气泡沫幂律多相流现场实验设计
3.1氮气泡沫发生器设计
3.2泡沫发生灌注系统设计
3.3下行定向钻孔氮气泡沫钻进工艺设计
3.4下行定向钻孔抽采时氮气泡沫二次排渣工艺设计
3.5下行定向钻孔氮气泡沫排渣现场工业实验
4 结 论

潘竞涛,刘长宇,赵丹等.下行定向钻孔氮气泡沫幂律多相流携渣解堵技术应用[J/OL].煤炭科学技术:1-13[2023-10-25].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20231016.0959.001.html