在分析煤层结构和应力场特点的基础上,确定出了穿层钻孔起裂注水压力计算方法,并指出该压力不仅取决于侧向应力系数的大小,而且还取决于组成钻孔围岩的性质,总体表现出在径向上受最弱煤分层的控制,在轴向上则受最弱层理面的控制.在起裂位置上,轴向受控于最弱层理面,在径向上则受控于煤的最小抗拉强度和垂直侧向应力系数.

对深部矿井红阳二矿瓦斯突出防治中的难题进行了分析,针对井下条件开展了水力压裂增透防突技术研究。对水力压裂钻孔注水量、注水压力、钻孔布孔方式等参数进行了设计,通过考察注水时间、保压效果等参数对水力压裂注水效果,提出了影响水力压裂注水效果的关键因素;通过水力压裂后压裂影响范围内3个关键区域瓦斯抽采量与未压裂区域的对比考察,对水力压裂增透范围和增透效果进行了分析。从增透范围和增透效果看,水力压裂技术提高了煤层透气性,增加了煤层瓦斯抽采量,加快了煤层消突速度,保证了煤矿的采掘接替和安全生产,对相似条件的深部矿井瓦斯突出防治工作具有较好的借鉴作用。

针对淮南矿区在施工穿层钻孔时遇到硬岩钻进速度低下的问题，分析了回转冲击钻进、气动冲击回转钻进和高压液动冲击回转钻进3种钻进方法的钻进原理，优选相应钻具和钻头，在典型矿井潘三矿对3种方法的钻进速度进行了对比试验。结果表明：高压液动冲击回转钻进的速度最高，达到12.47 m/h；气动冲击回转钻进的速度次之，最大速度11.42 m/h；回转冲击钻进的速度最低，最大速度3.75 m/h。因此，在淮南矿区硬岩钻进中，优先推荐气动或高压液动冲击回转钻进方法。