徐 超，孙浩石，秦亮亮，闫志铭，郭超飞，杨 港

(1.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083；2.阳泉煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

0 引 言

在中国深部煤层开采过程中，大多煤层具有地应力高、瓦斯压力大、透气性低、煤层顶板压力情况复杂、煤与瓦斯突出灾害频发等特征，严重威胁着煤矿的安全高效生产[1-4]，这决定了本领域采用煤层卸压增透、瓦斯预抽为今后主要防突措施的发展趋势[5]。

其中煤层增透是高瓦斯矿井瓦斯预抽的关键步骤[6]，而煤层增透一般通过改造煤岩体物理结构特征创造瓦斯导流通道以便后续抽采瓦斯，从而消除目标煤层范围内突出危险性来达到预防煤与瓦斯突出事故的目的。国内外对于增加煤层透气性的常用方法有高压水射流卸压增透技术[7-9]、水力冲孔卸压技术[10-12]、水力压裂强化增透技术[13-17]、清洁液压裂技术[18]以及爆破增透技术[19-21]等。近年来，愈加成熟的钻扩一体化技术[22]因地质条件适应性较强等优势广泛应用于井下煤层增透作业，其原理为通过钻机和扩孔等相关设备在目标煤层钻进形成孔洞，改变孔洞周围煤体的原始应力分布创造裂隙通道，以此提高煤层瓦斯透气性。扩孔成套设备中的扩孔装置或者钻扩一体钻头作为切割煤体的主要部件，其扩孔效果质量直接决定煤层增透效果的优劣。目前对于钻具设备方面，前人研制了扩孔直径216 mm型反向回拉式扩孔器[23]、弧形连接方式扩孔钻头[24]、新型PDC定向扩孔钻头[25]，但钻头扩孔类设计存在着钻头端扩孔易引起钻头旋动中心过于前置，导致偏离钻进路线随之卡钻等问题。……