摘要：随着焦煤集团2130煤矿煤炭开采强度的增大，矿井开采水平逐渐向深部延伸，煤层埋藏深度越来越深，地应力、煤层瓦斯压力、瓦斯含量也呈现出增高的趋势，发生煤与瓦斯突出事故的机率与强度随之增强，瓦斯治理难度越来越大，严重影响了矿井正常的生产接续与生产安全。
1．引言
焦煤集团2130煤矿为突出矿井，4、5、6号煤层均为突出煤层，煤质松软，煤层瓦斯压力大，瓦斯含量高，瓦斯因素对掘进及回采的影响较大，已成为影响矿井安全生产的重大隐患。为了有效治理煤层瓦斯，焦煤集团在充分调研、考察疆内外瓦斯治理新工艺、新技术的基础上，引进了定向长钻孔瓦斯超前预抽技术取得了良好的应用效果。
2．技术介绍
与传统的瓦斯抽采钻孔相比，定向钻孔可实现钻孔轨迹的精准定位，确保钻孔能施工至设计位置，避免了钻孔控制空白带的存在。另外，由于钻孔轨迹可控，在煤矿井下远距离探放水应用方面也具有明显的技术优势。定向长钻孔钻进主要依靠螺杆钻具和钻头，螺杆钻具实现定向钻进主要基于两个原因：一是螺杆钻具工作时钻头回转破碎岩石，而钻杆不发生回转；二是通过调节螺杆钻具方向轴上的小角度弯接头（弯角多在2°以下）实现定向造斜。根据钻孔施工工艺及瓦斯治理的目的划分，定向长钻孔灾害治理可分为以下三类：
2.1顶板走向高位定向长钻孔（主要治理回采工作面上隅角及采空区瓦斯）
2.2掘进条带顺层定向长钻孔（主要治理掘进工作面条带瓦斯，适用于硬度系数高、煤层透气性高、成孔效果好的煤层）
2.3梳状穿层定向长钻孔（主要治理掘进工作面条带瓦斯，适用于硬度系数低、煤层透气性差、煤层成孔效果差的煤层）
3.工程应用
2130煤矿为突出矿井，4号煤层为突出煤层。煤层倾角39～42°，平均40°，煤厚平均2.8m，煤层瓦斯含量最大为14m3/t，煤层坚固性系数为0.54，煤层顶底板均赋存有1m左右的煤矸互层，且煤层中含有一层约0.1m厚的软煤分层，煤孔段成孔效果较差。煤层埋深约为540m左右。
3.1钻孔设计及施工
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24223运输巷第一单元（0～500m）钻孔竣工平面图
24223运输巷第一单元共施工梳状穿层定向长钻孔4个，其中2个短钻孔（1号、2号）、2个长钻孔（3号、4号），钻孔进尺为3195m，控制巷道走向长度为500m；钻孔施工完成后对2个长钻孔（3号、4号）采取了水力压裂增渗措施，3、4号钻孔压裂封孔长度为110m，最小注水压力为10MPa，最大注水压力为12MPa，累计注入压裂液约3000m3。
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24223运输巷第二单元（500～930m）钻孔竣工平面图
24223运输巷第二单元共设计施工梳状穿层定向长钻孔3个，控制巷道走向长度为500m～930m，钻孔总进尺4161m，钻孔施工完成后对3个长钻孔采取水力压裂增渗措施。
一号钻孔已经压裂完成，累计注入压裂液约900m3，压裂封孔长度为125m，最小注水压力为14MPa，最大注水压力为22MPa。现正在对3号孔进行压裂，预计压裂5天时间。由于三个钻孔主孔间距较近，且压裂期间存在串液现象，因此，当前孔压裂时，其他两个孔均应可靠封堵，防止卸压。三个钻孔均完成压裂、排水后，同时接抽。
3.2瓦斯治理效果
瓦斯抽采参数折线图
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巷道掘进期间瓦斯涌出量
根据计算，24223运输巷500m范围内煤体赋存量约为6.85万吨；截止2018年10月底累计抽采纯瓦斯量为33.8万m3，平均吨煤瓦斯抽出量约为4.9m3/t。巷道掘进期间绝对瓦斯涌出量平均为0.87m3/min，平均瓦斯浓度为0.22%。
第二单元钻孔施工完成后进行了临时接抽，根据瓦斯抽采参数监测情况，瓦斯抽采浓度约为5%左右，平均纯瓦斯抽采量为280m3/d。由于第二单元施工的三个梳状穿层钻孔正在进行水力压裂，因此，瓦斯抽采效果需等待压裂完成且接抽后进行考察、对比。
3.3效果对比
1）经济成本对比
2）时间成本对比
时间成本对比表
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3）安全管理成本对比
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4.结论
通过从普通钻孔施工和定向长钻孔施工的经济、时间、安全管理成本等方面进行的对比，定向长钻孔施工的经济成本、时间成本、安全管理成本均低于普通钻孔，因此，定向长钻孔治理瓦斯工程具有较大的优越性。
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