在分析煤层深孔钻进困难原因的基础上,提出"钻穴"概念,分析了"钻穴"对钻进的影响。在分析"钻穴"类型及成因的基础上,建立"钻穴"内流体排渣模型,采用数学方法,分析钻孔深度和"钻穴"的关系。结果表明:在纯流体排渣情况下,松软、突出煤层的钻孔深度几乎与钻机动力大小无关,而取决于危害型"钻穴"的发生位置和"钻穴"的体积大小。基于对"钻穴"的新认识,提出流体与机械协同排渣的新观点,以此克服或减轻"钻穴"的危害,并发明了"双动力低螺旋钻杆"。

松软突出煤层由于受煤和瓦斯赋存特征、高地应力、高瓦斯压力的综合作用,造成本煤层钻孔卡钻、塌孔现象经常发生,导致防突措施钻孔施工不到位,引起矿井采掘抽关系紧张,形成严重的安全生产隐患。在分析引起松软突出煤层钻进困难的原因之后,提出了合理的钻杆钻进排渣方法,并研制了新型高强三棱刻槽钻杆,在突出矿井本煤层孔钻进取得了良好的效果。

分析了松软突出煤层深孔钻进困难的原因,指出瓦斯激流及煤屑楔的形成阻滞了钻孔的顺利施工。在此基础上,提出双动力协同排渣技术,以提高排渣能力,实现均匀、安全、快速钻进;在地质构造复杂地带,采用递进式钻进施工方式及钻孔有效抽采段的有序结合来保证瓦斯治理质量。现场应用表明:采取综合措施后,平均单孔钻深及日进尺大幅度提高,瓦斯抽采效率得到明显改善。