ICS73.010 CCSD09NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/TXXXXX—2025 松软煤层井下定向顺层瓦斯抽采钻孔气动 钻进施工技术要求 Technicalrequirementsforgas-drivendrillingofdirectionalin-coalseamgas drainageboreholesinsoftcoalseams （报批稿） 2025-XX-XX发布 2025-XX-XX实施 国家能源局发布NB/TXXXXX—XXXX 1前  言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。 本文件由能源行业煤矿瓦斯治理与利用标准化技术委员会（NEA/TC27）归口。 本文件起草单位：淮南矿业（集团）有限责任公司、安徽理工大学、中煤科工西安研究院（集团） 有限公司、平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、淮河能源西部煤电集团有限责任公司、中煤科 工集团沈阳研究院有限公司、华电煤业集团有限公司、中煤科工集团重庆研究院有限公司、平安煤矿瓦 斯治理国家工程研究中心有限责任公司。 本文件主要起草人：李点尚、杜雷、丁华忠、蔡峰、张磊、周伟东、方有向、张凯、周伟、任波、 景慎怀、万玉柱、王力、余岩、李铁、黄礼勇、范加锋、刘琪、游继军、吴志坚、李玉兴、韦瑜。NB/TXXXXX—XXXX 2松软煤层井下定向顺层瓦斯抽采钻孔气动钻进施工技术要求 1范围 本文件给出了松软煤层井下定向顺层瓦斯抽采钻孔气动钻进施工技术的术语和定义，钻孔设计，辅 助技术要求，设备、仪器和钻具的选择，施工工艺流程，设备使用与维护，安全防护，施工技术质量管 理。 本文件适用于坚固性系数0.3≤f≤1.0的煤层井下定向顺层瓦斯抽采钻孔的气动施工。 注：在不引起混淆的情况下，本文件中“松软煤层井下定向顺层瓦斯抽采钻孔”简称为“钻孔”。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T3836.4爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备 MT/T687煤矿井下用空气压缩机 MT/T774煤矿用移动式膜分离制氮装置通用技术条件 MT/T790煤矿坑道勘探用钻机 MT/T1135煤矿用碳分子筛制氮装置通用技术条件 NB/T10173煤矿井下定向钻进技术规程 NB/T10174矿用定向钻进随钻测量装置技术条件 NB/T10175煤矿井下有线随钻测量钻杆 SY/T5383螺杆钻具 SY/T5547螺杆钻具使用、维修和管理 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 气动定向钻进gasdirectionaldrilling 以气基流体（压缩气体为主体）作为排渣动力介质的随钻测量定向钻进方法。 3.2 钻孔倾角holeinclinationangleNB/TXXXXX—XXXX 3钻孔轴线上某点沿轴线延伸方向的切线与水平面之间的夹角，以“θ”表示。 注：以水平面为基准，上仰为正（+），下斜为负（-）。其倾角范围为+90°～-90°。 3.3 钻孔方位角holeazimuth 以钻孔轴线上某点正北方向线为始边，顺时针旋转至该点钻孔方位线所转过的角度，以“α”表示。 4钻孔设计 4.1松软煤层顺层瓦斯抽采钻孔设计孔深不宜超过350m。 4.2应根据煤层剖面、煤层底板等高线并结合巷道揭露煤层情况进行钻孔轨迹设计，绘制钻孔剖面图， 并依据实际钻进情况调整和修正钻孔倾角θ。 4.3应根据钻孔施工目的，进行钻孔平面布孔设计，并依据实际钻进情况调整和修正钻孔方位角α。 4.4相邻钻孔水平间距应根据钻孔实际考察确定的煤层有效抽采半径设计。 4.5相邻钻孔开孔间距不宜小于0.5m。 4.6钻孔设计轨迹应平缓，造斜率不宜大于1.5°/6m。 4.7根据煤层地质条件确定钻孔孔径，一般为Ф103mm～Ф120mm。 4.8钻孔完孔后应采用PVC材质筛管全程护孔，筛管直径不宜小于Ф25mm。 5钻孔施工场地要求 5.1空间要求 5.1.1在巷道内施工时，有效宽度不宜小于3m。 5.1.2在钻场内施工时，场地长度不宜小于10m、宽度不宜小于3m、高度不宜小于3.0m，底板平 整硬化、帮顶挂网喷浆和锚杆（索）支护。 5.2气源要求 5.2.1钻进施工应配置煤矿井下移动空压机或制氮机，使用制氮机供风时，氮气浓度不应低于97%。 5.2.2钻机工作风压不应低于0.8MPa。 5.2.3专用供风管路的直径不应小于Φ89mm。 5.2.4钻机附近管路应安装实时监测装置，应具有即时显示空气压力、温度、流量等参数的功能。 5.3供水和排水 5.3.1应配置供水管路，用于除尘和设备冷却，供水流量不应小于40L/min。 5.3.2应配置用于排水的风动或电动排污泵。NB/TXXXXX—XXXX 45.4供电 5.4.1钻机供电功率不应小于75kW，其额定电压满足井下660V/1140V要求。 5.4.2注油泵供电功率不应小于15kW，其额定电压满足井下660V/1140V要求。 5.4.3防爆计算机供电电压宜为127V交流电，电压不应低于100V，且不应高于220V。 6设备、仪器和钻具的选择 6.1一般要求 应根据煤地层条件和所设计的钻孔孔径、孔深等参数进行选择，且应满足煤矿井下施工的有关规定。 6.2定向钻机 应选用具有主轴制动功能的煤矿井下用坑道钻机，且应满足MT/T790、GB3836.1及GB3836.2的相 关规定。 6.3随钻测量系统 6.3.1随钻测量系统宜采用无线电磁波随钻测量系统或有线通缆随钻测量系统。 6.3.2无线电磁波随钻测量系统应满足NB/T10174的要求，有线通缆随钻测量系统应满足NB/T10175 的要求，且均应符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.4的要求。 6.3.3根据钻具类型、排渣介质、定向精度要求选择矿用随钻测量装置。 6.4气动螺杆钻具 6.4.1气动螺杆钻具主要由马达总成、传动轴总成、万向轴总成等三部分组成，并配套自润滑装置、 单向防喷装置，应满足SY/T5383、SY/T5547的相关要求。 6.4.2气动螺杆钻具外形尺寸应满足井下狭窄巷道施工作业需要，长度不宜大于4m。 6.4.3气动螺杆钻具扭矩应满足软弱岩层钻进需要，宜选用定子橡胶等壁厚、转子中空结构，且级数 不宜小于2级。 6.4.4气动螺杆钻具弯外管的大小应根据钻孔施工要求选择，宜采用1.25°～1.5°的弯外管。 6.5钻杆和钻头 6.5.1定向钻杆应根据携粉排粉效果、钻具强度以及测量系统等因素综合选择，有线通缆随钻测量系 统应配套大通孔低风阻的螺旋通缆钻杆，无线电磁波随钻测量系统应配套大通孔螺旋钻杆。 6.5.2钻孔孔径小于等于108mm时，宜选用外径Ф73mm定向钻杆；钻孔孔径大于108mm时，宜 选用外径Ф89mm钻杆。 6.5.3无磁钻杆应满足NB/T10174的相关要求，应选用螺旋无磁钢钻杆。 6.5.4定向钻头应选择窄保径侧刃锋利的PDC定向钻头，并配备Ф153mm、Ф168mm等规格扩孔 钻头。NB/TXXXXX—XXXX 56.6空压机或制氮机 6.6.1空压机公称容积流量不宜低于17m³/min，额定排气压力不宜低于1.25MPa。 6.6.2空压机应满足MT687的相关要求。 6.6.3矿用制氮装置应满足MT/T774或MT/T1135的相关要求。 6.7注油泵站 注油泵站主要由动力泵站、注油泵、油雾化发生器、流量计等部分组成，应满足气动螺杆马达空气 定向钻进时冷却和润滑要求。 7施工工艺流程 7.1系统检查 7.1.1检查并确保风水管路连接可靠、无漏风漏水现象。 7.1.2检查并确保除尘装置、排水泵、流量计等辅助装备完好，各控制阀门灵敏可靠。 7.1.3检查并确保通信设备完好，视频摄像仪能够监控主要作业区域。 7.2螺杆马达试运转 7.2.1气动螺杆马达使用前应对马达进行试运转测试，确保马达能够正常使用。 7.2.2检查外观，确保螺杆马达壳体无损坏、衬垫完好，管体各部分正常，上下丝扣完好并清理干净。 7.2.3用管钳转动螺杆马达下端传动轴数圈，应轻松，无卡点，并灌入适量润滑油。 7.2.4将气动螺杆马达水平放置，通过接头将螺杆马达与送风器之间连接固定好，打开供风阀门，观 察马达主轴回转情况和过风情况，慢慢调节加大风量继续观察。当达到一定风量时螺杆马达应回转均匀， 无卡顿现象，过风顺畅。 7.2.5调试中发现螺杆马达有不转、卡顿情况，应采用注油或注水及采用管钳转动等方式处理。 7.3开孔 7.3.1应采用姿态仪确定开孔倾角和方位角，钻机稳固后进行二次核对。 7.3.2回转钻进3m～5m后，逐级扩孔至孔径φ168mm以上。 7.3.3下入孔口管，孔口管直径应大于钻孔设计孔径50mm。 7.3.4用水泥或其他不燃性材料固定孔口管，并安装孔口除尘、防喷系统。 7.4连接定向钻具 7.4.1选用无线电磁波随钻测量系统时，钻具连接顺序依次为：钻头-气动螺杆马达-里无磁钻杆-仪器 外管（内部安装测量仪器串）-绝缘短节-外无磁钻杆-螺旋钻杆-水尾。 7.4.2选用有线通缆随钻测量系统时，钻具连接顺序依次为：钻头-气动螺杆马达