成功案例

1.回采期间瓦斯问题严重

随着中国的煤矿采煤深度增加，许多煤矿尤其是高瓦斯突出矿井遇到越来越多的瓦斯问题，瓦斯事故触目惊心，煤矿主管单位和煤矿相关单位都高度重视各种瓦斯事故的防治，其中采煤期间的瓦斯事故预防是重中之重，尤其是采煤期间回风巷道和上隅角瓦斯积聚和超限的问题极大地影响安全生产。

回采工作面上隅角瓦斯超限主控因素有两个：瓦斯和通风。通常通风上可以采取Ｙ型通风或者Y+L型通风方式或者加大通风量等办法，然而单一的加大通风量或者改变通风方式已经不能实现控制回采期间的瓦斯问题，所以必须加强抽采瓦斯能力。传统旋转钻机施工本煤层钻孔会容易形成抽采空白带，钻孔深度不足、抽采瓦斯有效时间短、流量衰减快、旋转钻孔容易引起钻孔堵塞、瓦斯渗透能力小等等问题严重，效果不佳。一些煤矿大胆采用高位裂隙带巷道可以一定程度上解决回采期间瓦斯超限问题。施工成本极高，抽采瓦斯浓度低，效果一般。所以不得不考虑采用高位钻孔抽采工作面顶板垮落后形成的裂隙带中的瓦斯。

2.威利朗沃和西山煤电屯兰煤矿合作成功解决瓦斯问题

为探索解决回采期间回风巷和上隅角瓦斯积聚和超限问题，威利朗沃设备（北京）有限公司同西山煤电集团屯兰煤矿携手合作，共同研究设计解决回采工作面上隅角和回风巷瓦斯超限问题，利用VLD-1000定向钻机为安全高效回采保驾护航。

屯兰煤矿28111工作面在回采前施工了本煤层钻孔，在试运转回采期间出现上隅角和回风巷瓦斯浓度频繁超限，上隅角瓦斯浓度曾出现高达2.5%，回风巷瓦斯电闭锁装置频繁自锁，回采工作无法正常进行。

以屯兰矿28111工作面为试验地点，设计定向高位走向取代传统长钻孔的高位裂隙带巷道抽采采空冒落区和围岩瓦斯，采取威利朗沃矿业设备（北京）有限公司VLD-1000定向钻机在28111轨道巷施工，通过孔板流量法进行现场单孔瓦斯流量和浓度测定可知，单孔瓦斯抽采纯量从0升高至1.5~2.5m3，上隅角浓度从2.5%降至0.5%，有效控制上隅角瓦斯浓度超限，提高了回采速度，确保安全生产。为采煤上隅角瓦斯治理探索出了一种行之有效的办法。

3.充分发挥VLD-1000定向钻机功能

千米钻机钻进垂直高差最大可达80m，平面偏差可达每千米300米，钻进高差在50m左右即可达到裂隙带高度（煤层的4~10倍），之后一直沿着回采后会产生的裂隙带层位定向钻进，避免了传统钻机施工短钻孔时产生的达不到裂隙带高度的无效进尺浪费问题，大大节约不必要的施工，确保有效施工进尺。

28111工作面走向长400m，倾向长177m，VLD千米钻机在其回风巷仅需要1个钻场，共计施工10个钻孔，孔深420~426m，孔间距6m~7m，倾向覆盖工作面1/3，走向全覆盖，钻孔高出煤层的距离为10m~26m。28111工作面千米钻进施工钻孔共计10个，见图1和2。

图1 千米钻机28111工作面1~10走向高位孔剖面图

图2 屯兰28111千米钻机1~10号走向高位孔平面图

4.推广应用

VLD千米钻机在屯兰煤矿28111施工定向高位走向钻孔成功解决回采期间瓦斯积聚和超限问题，再次印证千米钻进不但可实现定向钻进，并且能够尽快钻进进入指定层位，确保高位钻孔有效进尺比例高，定向千米钻机施工走向高位钻孔的成功，可以有效避免了高抽巷道的施工，节省开支。

因为此次的成功使用，屯兰煤矿更加积极推广采用VLD-1000钻机进行12302工作面和12502工作面的瓦斯问题治理。其中包括掩护巷道掘进钻孔、高位裂隙带钻孔和本煤层钻孔的施工。