新技术震惊全行业

　　2011年6月，神华集团神东公司保德煤矿完成了井下水平定向长钻孔最大主孔深度1111.6m，最大分支孔长度915m，创造了国内同类钻孔的最大孔深记录；现场统计数据表明，该套技术装备创造了自主知识产权技术与装备在国内煤矿井下定向钻孔施工的最高水平。这是中煤科工集团西安研究院水平定向钻进装备与配套工艺技术经过三年多来的不断发展和完善与科技攻关，取得的最新科技成果的又一次实际现场检验。

　　在促进行业技术进步方面，本项目成果填补了我国煤矿井下水平定向长钻孔钻进系统的空白，满足了煤矿安全生产技术与装备之急需；实现了井下瓦斯抽采钻孔从“无控钻进”到“精确定向钻进”的跨越，在我国煤矿瓦斯高效抽采技术领域起到了引领和示范作用，推动了我国煤炭行业瓦斯治理的技术进步，完善了煤矿治理瓦斯的技术手段。

　　新技术的问世迅速受到国内外同行关注，祝贺的有，合作的有，购买设备的有，质疑的有，但新技术用事实回应了质疑者的疑问。

　　破垄断解决大难题

　　我国是世界上煤矿瓦斯灾害最严重的国家。在煤层中施工钻孔抽采瓦斯是防治煤矿瓦斯灾害最直接、最有效的手段。煤矿井下水平定向长钻孔是一种轨迹可实时控制、可进行多分支孔施工的新型钻孔，具有钻进效率高、有效抽采距离长、瓦斯抽采效率高、一孔多用以及可大面积集中抽采等优点，采用水平定向长钻孔抽采瓦斯现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径。

　　煤矿井下水平定向长钻孔技术装备主要由千米定向钻机、随钻测量系统、专用定向钻具及配套钻进工艺等组成。2007年以前，世界上仅有澳大利亚、美国等少数国家掌握该项先进技术，并对我国实行产品高价销售和技术封锁。

　　为了打破国外技术垄断，中煤科工集团西安研究院在国家发改委的大力支持下，2005年承担了被列为煤矿瓦斯综合治理八大关键技术之一的“井下水平长钻孔钻机研制及配套工艺开发”项目。经过2年多的努力，该套技术装备研发完成。2007年11月，首套装备下井试验，并于2008年3月取得了单孔深度1046m、终孔孔径96mm的水平定向瓦斯抽采钻孔，创造了国产设备施工井下瓦斯抽采水平定向钻孔孔深的骄人成绩。

　　该项目研制的煤矿用履带式一体化定向钻机、随钻测量系统、高强度大通孔通缆钻杆等设备，创建的水平多分支钻孔轨迹控制技术体系以及“集束型”瓦斯抽采钻孔均匀布置模式均属国内首创。该项目于2009年12月，由国家发改委、国家安全监管总局等组织技术鉴定。鉴定意见认为：“井下定向钻进装备与技术为国内首创，其中随钻测量和轨迹控制技术达到国际先进水平"；"采用的负载敏感控制等技术达到国际先进水平”。

　　效果优获多方肯定

　　自2007年11月至2011年6月，该技术装备已在陕西彬长、宁夏汝箕沟、山西晋城、山西阳泉、神华神东等27个矿区成功推广应用，取得了良好的应用效果，在煤矿瓦斯高效抽采及瓦斯事故预防工作中发挥了巨大作用。2011年6月，在神华集团神东公司保德矿完成的井下水平定向长钻孔最大主孔深度1111.6m，最大分支孔长度915m，创造了国内同类钻孔的最大孔深记录。应用效果表明：钻机移动便捷、故障率降低60%，钻进效率提高2-3倍，瓦斯抽采效率提高60%以上；测量数据表明：钻孔轨迹水平偏差小于孔深的5％。，垂直偏差小于孔深的1％。，创造了自主知识产权技术与装备在国内煤矿井下定向钻孔施工的最高水平。水平定向钻进装备与配套工艺技术经过三年的不断发展和完善，应用领域不断拓展，目前已成功应用到本煤层瓦斯钻孔、软煤层顶底板梳状钻孔、煤层顶底板加固注浆以及井下探放水等领域。

　　该项目成果荣获中国煤炭工业协会科学技术一等奖1项、国家安全生产科技成果一等奖1项、陕西省科学技术一等奖１项；连续三年得到国家煤矿安全生产工作会议的重点推介；重要进展受到国家发改委、国资委的高度评价。2011年3月7日-14日，该项目参加了由国家科技部、中央组织部、国家发展和改革委、财政部、解放军总装备部牵头主办的“十一五”国家重大科技成就展，在北京国家会议中心举行。党和国家领导人胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、习近平、李克强、贺国强、周永康等参观了展览。

　　重品牌实力来说话

　　西安院自上世纪70年代就开始致力于液压坑道钻机的研制，定向钻机是最高水平。可在井下瓦斯抽采钻孔、探放水钻孔、注浆孔、灭火孔、地质勘探孔等发挥作用。西安院保持着国内行业的品牌优势，代表着国际领先水平。

　　为满足我国煤矿井下瓦斯治理对定向钻进装备和技术的要求，中国煤炭科工集团西安研究院通过研发、改进，最终形成了ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD、ZDY4000LD、ZDY6000LD(F)等ZDY系列井下水平定向钻机；经过多次改进，随钻测量系统及定向钻具性能大大提高，很好地满足了现场生产需要；定向钻进工艺技术在走向成熟的同时，应用领域也在不断拓展。

　　与国际先进水平相比，该套技术装备在单项技术方面：钻机扭矩大于国外，钻杆抗拉能力提高60%，抗扭能力提高100％；探管工作时间延长50％；成套装备其适用性、事故处理能力等明显优于国外产品；但销售价格仅为国外的50％。

　　钻机采用先进的液压技术和性能先进的液压元器件，可靠性高，可实现定向钻进、回转钻进和复合钻进三种钻进功能，具有机动性强、搬迁移动迅速、钻进效率高的优点，并形成四种机型的系列化配套，可满足不同巷道条件下钻孔施工需要。

　　研制的高强度大通孔中心通缆式钻杆抗拉、抗扭能力强，能满足随钻测量信号长距离传输的需要，同时可满足大扭矩回转钻进的要求。

　　研制的随钻测量系统采用了航天测控传感技术和抗干扰自适应技术，实现了系统测量探管的高精度低功耗本质安全型设计；形成了三种系列化配套的系统产品，可适应不同工况的需求。

　　基于定向长钻孔和分支孔钻进技术，形成了多级无孔底侧钻分支技术，开创了瓦斯高效抽采的新途径。

　　勤钻研直面新挑战

　　科学技术就是生产力。中煤科工集团西安院副总工程师、技术装备总设计师石智军在接受记者采访中表示，巨大的市场压力、市场需求，促使我们团队几百人不断集思广益，在高起点、高速度的研发基础上整合资源，去解决煤矿的实际问题。据记者了解，石智军副总工程师自参加工作就一直从事煤矿钻机的研发，为了研制成功井下千米定向钻机，他一直关注、钻研、跟进行业最前沿，参考国外有关资料，功夫不负有心人，经过无数日日夜夜的钻研，井下千米定向钻机最终试制成功。相信未来这一成果可以解决煤矿地质保障系统更多的技术难题。

　　面对同行业的竞争，石智军副总工程师告诉记者，欢迎竞争，但要有序，实事求是，科技要的是实实在在的解决煤矿瓦斯抽采的实际问题，不要弄虚作假。

　　解决煤矿瓦斯的问题，关键是技术和管理，但技术手段、技术保障是关键中的关键，相信井下千米定向钻机会在煤矿瓦斯治理中作出巨大的贡献。

　　图片由中国煤炭科工集团西安研究院提供。

　　(毕杰 张蕾 许超)