焦作矿区为严重煤与瓦斯突出矿区，近几年来随着区域瓦斯治理的推进，广泛采用了底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯措施，但由于煤层透气性差，造成钻孔工程量大，抽采达标时间长，抽采不均匀，矿井采掘接替异常紧张，并且生产安全不能得到保障。通过采用穿层钻孔水力冲孔措施，解决了上述问题。

该项目围绕穿层钻孔水力冲孔开展了一系列研究开发。一方面是水力冲孔相关装备的研发。研发了高压密封钻杆、高压密封水尾、钻冲一体化钻头，提高了冲孔水压、冲煤量及冲孔施工速度，扩大了冲孔影响范围、抽采半径，增加了瓦斯抽采量。研发了简便型孔口防喷装置及煤、水、气分离装置，保障了水力冲孔施工安全。研发了煤水输送及分离装置，解决了冲孔后底抽巷堆积大量煤炭带来的通风、安全、施工等问题，使冲出的煤能够及时外运。研发了自动变径钻头用于机械扩孔，解决了硬煤分层扩孔问题，实现了软煤冲孔、硬煤扩孔的全煤层均匀卸压，进一步对煤层卸压增透。另一方面是冲孔工艺优化研究。通过水力冲孔影响范围考察，确定了冲孔后钻孔抽采影响范围，优化了钻孔布置。通过不同冲出煤量条件下抽采效果、消突效果的考察，确定了合理冲煤率和单位冲煤量等水力冲孔参数。通过不同倾角钻孔冲煤量考察，确定了合理冲孔顺序。通过封孔效果考察，优化了封孔工艺，保障了瓦斯高效抽采。再一方面是水力冲孔技术管理优化。通过制定一系列的政策及办法，将区域瓦斯治理指标及钻孔施工人员的工资结构以钻孔进尺为主优化为以冲煤量、瓦斯抽采量为主，大大提高了矿井及施工人员冲煤的积极性，保障了冲孔及瓦斯抽采效果，进而保障了瓦斯治理效果。针对不同的瓦斯含量及喷孔严重程度，确定了强抽孔与冲煤孔的合理施工顺序，保障冲孔作业安全。通过抽采钻孔的精细化管理，保障了钻孔的高效利用。

通过该项目的研究与应用，焦煤所属的严重突出矿井，消除了煤与瓦斯突出事故，加快了区域瓦斯治理速度，解决了接替紧张问题，保障了安全生产，提高了经济效益。

该项目获得授权发明专利一项，即“一种变流量钻冲一体喷嘴”，授权日期2017年8月8日、实用新型专利一项，即“高压Y型聚氨酯密封钻杆”，授权日期2015年11月18日。

在水力冲孔技术体系优化前，煤巷条带的抽采达标时间为24～30个月、顶层煤巷掘进速度为40～60m/月，优化后抽采达标时间为18个月左右、顶层煤巷掘进速度为80～100m/月。

水力冲孔关键技术实施以来，在中马村矿、古汉山矿和九里山矿所有底板抽采巷推广应用，不仅取得了显著的安全效益，经济效益也十分显著，区域瓦斯治理措施不断优化，工作面提前抽采达标，近三年来产生直接经济效益六千余万元。

成果说明

焦煤公司严重突出矿井的煤层普遍存在软分层，且具有自喷性，针对这一特点开展了一系列的水力冲孔关键技术研究，包括突出煤层穿层钻孔钻扩一体化增透关键技术及装备研究与应用、强吸附煤层冲孔卸压极限抽采关键技术、穿层钻孔强造斜及强力扩孔冲孔技术研究和煤水输送及分离技术研究与应用。 水力冲孔关键技术实施以来，在中马村矿、古汉山矿和九里山矿所有底板抽采巷推广应用，不仅取得了显著的安全效益，经济效益也十分显著。区域瓦斯治理措施不断优化，瓦斯抽采量和利用量大幅度增加工作面提前抽采达标，产生直接经济效益六千余万元。通过该项目

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