近日，記者從中煤科工集團西安研究院有限公司（以下簡稱西安研究院）獲悉，由該院承擔的國家科技重大專項課題成果“大功率定向鉆進技術與裝備”在神東保德煤礦成功鉆成了主孔深度2311m的順煤層超長定向鉆孔，打破了由該院2014年在晉煤集團寺河煤礦創下的1881m定向鉆孔深度世界紀錄，刷新了當前由澳大利亞公司在Metropolitan礦創下的2151m孔深世界紀錄，標志著我國煤礦井下定向鉆進技術與裝備獲得重大突破。

煤層氣（俗稱瓦斯）是主要以吸附狀態賦存于煤層之中的一種自生自儲式非常規天然氣，主要成分為甲烷。煤炭開采過程中，空氣中瓦斯濃度達到5%—16%時，遇明火就會爆炸，是煤礦瓦斯事故的根源；另外隨煤炭開采釋放的瓦斯如果直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態環境破壞性極強。

煤層氣（瓦斯）又是一種潔凈能源和優質化工原料，1立方米純瓦斯的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣。因此開發利用煤層氣（瓦斯）對緩解我國常規油氣供應緊張狀況，改善煤礦安全生產條件、實施國民經濟可持續發展戰略、保護大氣環境等多方面均具有十分重要意義。

我國煤礦煤層賦存地質條件復雜，煤層瓦斯含量高、壓力大，瓦斯災害事故頻發，嚴重影響了煤炭的開采,利用鉆孔對煤層瓦斯進行抽采是目前國內外常用且有效的方法。

西安研究院結合煤礦井下安全生產需要，自上世紀60年代開展了大量的鉆探技術研究、裝備研制以及技術咨詢服務等工作，著力解決煤田地質勘探和煤礦安全生產過程中遇到的探放水、探構造、煤層氣（瓦斯）抽放（采）、含水層改造和隔水層加固等重大鉆探技術難題，共完成國家科技重大專項、國家和省部級等各類科研項目210余項，獲全國科學大會獎2項、國家科技進步獎3項、省部級等各類科技成果獎56項。其中“煤田鉆探人造金剛石鉆頭鉆進性能及人造金剛石合成的研究”“繩索取心器及打撈器的研究和試驗”等項目獲國家科學大會獎，“坑道鉆機及近水平孔定向鉆進技術的研究”項目獲國家科技進步二等獎，“陽泉礦務局瓦斯綜合治理技術的研究”項目獲國家科技進步三等獎。研究成果在地質勘探和煤礦安全生產方面推廣應用，為煤田地質勘探工作和煤炭安全開采提供了重要技術支撐。

隨著我國煤礦生產技術及裝備水平的不斷提升，礦井安全、高效生產提出了礦井瓦斯區域、精確治理以及瓦斯清潔利用等更高的要求。在新的形勢下，采用傳統回轉鉆進工藝技術施工煤層瓦斯抽采鉆孔暴露出了諸多問題，主要體現在：施工精度低、施工速度慢、鉆孔軌跡不可控制、無法適應煤層頂底板起伏、無效進尺多、鉆孔利用率低及單孔瓦斯抽采量小等方面，不能滿足生產實際需求。

2002年，國內煤礦企業逐漸開始從國外引進煤礦井下定向鉆進技術與裝備用于順煤層瓦斯抽采定向鉆孔施工。煤礦井下定向鉆進技術可以實現鉆孔軌跡的精確控制，保證鉆孔軌跡在預定層位中的有效延伸，增加鉆孔有效抽采距離，提高瓦斯抽采效率；另外，定向鉆進技術可進行多分支孔施工，施工的鉆孔能均勻覆蓋整個工作面，具有鉆進效率高、一孔多用、集中抽采等優點，在礦井瓦斯治理中發揮出重要作用。

然而，先進的隨鉆測量定向鉆進技術與裝備被國外企業所壟斷，高昂的設備采購及維護費用導致瓦斯治理成本居高不下。針對此情況，西安研究院從2005年開始，在國家發改委、科技部等支持下，依托國家重點研發專項、“十一五”和“十二五”國家科技油氣重大專項，開發了系列化煤礦井下定向鉆進技術與裝備，創新研制了12000Nm大功率定向鉆機，解決了井下超長定向孔施工裝備能力不足的難題；發明了煤礦井下防爆型無線隨鉆測量系統，實現了測量信號傳輸由“有線”到“無線”的跨越；信號傳輸距離達到2000m以上；開發了井下深孔高效定向鉆進及鉆孔事故處理新技術，鉆進效率提高40%。成果整體達到國際領先水平，獲得國家科技進步二等獎1項、陜西省科技進步二等獎1項、中國煤炭工業協會一等獎2項等諸多榮譽。

目前，西安研究院煤礦井下定向鉆進技術與裝備已在國內20多個礦區進行了成功推廣應用，在煤礦區煤層氣（瓦斯）高效抽采方面發揮著主導作用。

隨著煤礦井下定向鉆進技術與裝備的不斷完善，煤礦井下定向鉆孔深度紀錄也不斷提高，2008年在陜西亭南礦達到1046m，2010年在山西寺河煤礦達到1059m，2011年分別在神東保德煤礦和陜西大佛寺煤礦達到1111.6m和1212m，2014年在山西寺河煤礦達到1881m，此次在神東保德煤礦鉆孔主孔深度達到2311m，刷新了當前世界紀錄。

此次鉆探施工由西安研究院和神東煤炭集團保德煤礦共同承擔。現場結合保德煤礦超長工作面瓦斯區域治理需要，在保德煤礦二盤區，利用西安研究院ZDY12000LD大功率定向鉆進裝備，分別采用“主動探頂+側鉆開分支”及復合定向鉆進工藝技術，實現了順煤層超長定向鉆孔全孔段在煤層中鉆進，克服了以往滑動定向鉆進工藝鉆進系統壓力參數隨孔深增加上升迅速，從而使鉆進能力受限的技術難題。在雙方通力合作下，施工完成主孔深度達2311m的本煤層超長定向鉆孔，鉆孔探頂開分支15次，總進尺3094m，孔徑Ф120mm，平均日進尺200m以上，孔深達2000m以上仍實現了單班進尺90m的高效定向鉆進。

2017年12月19日，西安研究院董書寧董事長一行在神東煤炭集團有關領導的陪同下前往保德煤礦井下施工現場進行慰問和祝賀，詳細考察了保德礦井下定向鉆機應用現場，向現場人員詢問了施工和鉆機使用情況。座談會上雙方就這次再創孔深世界紀錄向現場工作人員表示祝賀，并就煤礦井下鉆探技術發展方向進行了深入交流，暢談了今后合作計劃及后續服務工作等。

這次突破，又一次顯著提高了我國煤礦井下超長定向鉆孔的施工能力，為超長綜采工作面瓦斯區域高效治理提供了可靠的技術和裝備支持。該成果既可用于中硬煤層順層定向鉆孔、大直徑頂板高位定向鉆孔等瓦斯抽采鉆孔施工，也可推廣應用于水害防治定向鉆孔、煤層頂底板注漿加固鉆孔、隱蔽致災因素探查定向鉆孔以及礦山事故救援大直徑鉆孔等工程，顯著提升了我國煤礦井下定向鉆進技術與裝備水平，提高了井下超長定向鉆孔、大直徑定向長鉆孔的施工能力，對保障煤礦安全高效生產起到積極推動作用。