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煤炭是我国的基础能源，在其开采过程中，重大瓦斯灾害（瓦斯煤层爆炸、煤与瓦斯突出等）常有发生，造成重大的人员伤亡和财产损失。近几年，各个矿区积极落实“先抽后采、治理与利用并举的方针”，事故总数和死亡人数呈下降趋势。但与美国、澳大利亚等国家相比仍有较大差距，主要表现在抽采量少、抽采率低。造成这种现象的主要原因有两点:一，我国煤层的地质条件复杂，低压、低渗、低饱和等;二，钻孔抽采设备和工艺较落后。
根据硬度系数(f)不同，我国煤层分为中硬煤层（f＞1）和松软煤层(f＜1)。中硬煤层一般采用本煤层定向钻进工艺。松软煤层大多采用螺旋钻进与风压钻进两种工艺。但螺旋钻杆的叶片阻力较大，对钻机的能力要求较高;而且翼片对孔壁的伤害较大，不利于孔壁稳定。风压钻进不仅排粉效果较差，而且孔口的粉尘严重，对施工人员的身体还有很大的伤害。分析若以泡沫作为循环介质，不仅可以减小钻机的负载，保持孔壁稳定，还可以明显的降低孔口的粉尘。
研制了松软煤层泡沫钻进ZDY3200L型钻机，其具有较大的事故处理能力且在煤矿井下搬迁方便。同时，设计并制造了配套的煤矿井下泡沫钻进管汇系统，宽翼螺旋钻杆，泡沫发生器。
进行了系统的泡沫实验，包括发泡实验，稳泡实验，复配实验，消泡实验。实验选用对设备要求较小的搅拌法，并用VF，t1/2，ts，m50，tl，tf，te，(ρ)l，(ρ)f，VG(:)VL来评价。
对比了阴离子型，阳离子型和两性型的常用发泡剂，从货源和经济方面考虑选用阴离子型表面活性剂ABS和K12作为基础发泡剂，重点分析了各自的发泡体积及半衰期。ABS较K12虽然发泡体积相当，但泡沫不均匀，半衰期较短。
K12的半衰期在300s左右，不能满足实际钻进的需要，需要加入稳泡剂，提高稳泡时间。稳泡实验根据提高液相粘度和提高液膜质量两种稳泡原理，并考虑在煤矿井下的可降解性，以尽可能的降低污染，选用HV-CMC，LV-PAC，HV-PAC，田菁胶粉，魔芋粉，XC和HEC七种稳泡剂。加入稳泡剂后，发泡的基本走势没有改变，随着稳泡剂质量分数的增加，发泡体积下降，基液沉降时间和半衰期升高。实验得出XC的增粘效果最好，同时也对发泡体积的影响最大，在3‰时就已经降至200ml以下;其次，是田菁胶粉和魔芋粉，保证发泡体积的同时也提高了半衰期，对基液粘度也没有太大的影响，田菁胶粉还有增泡的作用;HV-CMC，HV-PAC及HEC的稳泡效果略逊于田菁胶粉和魔芋粉;LV-PAC效果较差，几乎没有什么影响。稳泡剂的复配是为处理事故争取时间。在稳泡实验的基础上，选用有增泡效果的田菁胶粉作主稳泡剂，HV-CMC，HEC，HV-PAC和魔芋粉为副稳泡剂。实验统一了发泡体积和半衰期的矛盾，选出了以K12，田菁胶粉，魔芋粉和HEC为主的复配泡沫配方。
泡沫返出孔口后，会堆积在煤矿井下有限的空间内，影响钻进效率。消泡实验选用磷酸三丁酯，聚丙二醇和CaCl2为消泡剂，其中磷酸三丁酯和聚丙二醇有刺激性气味，消泡效果一般;效果最好的是利用化学原理消泡的CaCl2。
松软煤层泡沫钻进系统还需要进一步完善，配套设备及工艺的可行性还需要通过现场实验进一步验证。在消泡技术方面，不建议使用化学消泡，应向机械消泡方向发展。