“原有的鉆井法多采用一次超前鉆進，鉆一口直徑7米左右的礦井，要進行3次擴孔。”近日，中國建筑業協會建筑工程技術專家委員會委員、中煤礦山建設集團鉆井專家史基盛介紹，“擴孔雖然可以有效利用鉆機能力，但是存在一些問題。比如：多次擴孔需要多個擴孔鉆頭，設備占用時間長、工效低、成井速度慢。”

能否實現一次擴孔成井呢？

中煤礦山建設集團與4家公司、2家科研院校，承擔了《“一擴成井”快速鉆井法鑿井關鍵技術及裝備研究》這一國家“十一五”科技支撐計劃課題。

經過多年的實踐，“一擴成井”及相關技術如今已在安徽淮北礦業集團袁店二礦、淮南朱集西煤礦中應用，最大鉆井直徑9.8米，最大鉆井深度545米，累計鉆進深度達3000多米。由中煤礦建集團等單位申報的《“一擴成井”快速鉆井法鑿井關鍵技術及裝備研究》項目，榮獲2012年度國家科學技術進步獎二等獎。

該項目創新了鉆井法施工工藝，為我國深厚沖積層煤炭資源的開發提供了技術保障，也為西部軟巖地區使用鉆井法施工創造了條件。

要想實現“一擴成井”，先要改造鉆機。2006年7月，一臺取名“AD130/1000型”的豎井鉆機問世?！八淖畲笫┕ぶ睆竭_13米，最大鉆井深度達1000米以上?！笔坊⒄f。

2007年初夏，在袁店二礦副井施工中，“一擴成井”技術第一次在施工中應用。

該井鉆井深度307.8米，鉆井直徑9.3米，井筒口徑是當時國內最大的。面對挑戰，他們決定采用“一擴成井”技術。

“一擴”的前提是“一鉆”，先鉆出一個6.1米寬的超前孔，再從6.1米“擴”到9.3米。這對鉆頭、刀具等設備的使用，和對泥漿、井幫穩定性等都提出了新的要求。

鉆頭在鉆井施工中非常重要。鉆頭最主要的部分是位于最前端的切割刀具，術語叫滾刀。它主要作用是切割、擠壓、沖擊、破碎巖石。

“公司專門研發的新型鉆頭，既可以隨鉆桿公轉，鉆頭上的每個滾刀又可以自轉?！闭劦綕L刀的創新，史基盛如數家珍，“我們研制了新型巖石滾刀、表土滾刀。在材質選取上，首次采用了高強度耐磨鑄鋼和低碳合金鋼；在刀具結構上，采用了楔齒滾刀體結構；在鑄造工藝上，研發了新型雙金屬離心鑄造工藝。簡單說就是：以前是焊上去的，現在是整體鑄造的。”

鉆頭上另一個重要的部位叫吸收口。施工人員通過理論分析和計算機模擬，建立了鉆頭泥漿流動規律模型，提出了滾刀、吸收口的優化布置理論，解決了大截割帶巖屑的高效吸收問題。

對鉆井泥漿液的改造同樣重要。一方面，施工技術人員調配了合適的泥漿，保護了井壁；另一方面，應用泥漿固化技術和泥漿再利用等技術，減少了泥漿排放，僅袁店二礦副井減少了1.3萬立方米。

施工中，中煤礦建集團還對鉆井法鑿井進行了全風險評價，保證“一擴成井”鉆井工藝的安全實施，形成了“一擴成井”鉆進過程中井幫穩定性控制及安全保障關鍵技術。

2007年12月21日，袁店二礦副井開始井筒施工的“擴井”作業，2008年4月21日“擴井”到底。該井有效鉆進298天，縮短工期達5個月，成井偏斜率0.023%。

2010年2月，中煤礦建集團又用該法施工完成了淮南朱集西煤礦矸石井。該井筒鉆進直徑7.7米，鉆井深度545米，平均成井速度為每月40.6米。

2010年12月26日，淮北礦業集團信湖煤礦風井開工建設，中煤礦建集團繼續采用“一擴成井”技術。該井鉆進直徑9.8米，鉆進深度472米。2012年6月25日，該井全部竣工，成為國內9米直徑的鉆井井筒中建井速度最快的，成井偏斜率控制在0.02%之內。