目前中國煤礦井下定向鑽孔主要以瓦斯抽採孔為主，根據不同鑽孔型別，定向鑽孔軌跡設計應遵守以下原則:1)根據定向孔的用途，首先要以有利於實現控制為目的。對瓦斯抽採鑽孔，應儘量增加鑽孔過煤長度，保證鑽孔軌跡在煤層中延伸，以達到較好的瓦斯抽採效果; 在井下施工條件允許的情況下，定向鑽孔軌跡設計應儘量以上仰為主，以減少或避免終孔後孔內積水; 對以探測煤層地質條件和煤層構造為目的的鑽孔，應根據臨近工作面煤層頂底板的標高設計定向鑽孔方向及分支點位置; 對以探測礦井地質構造和地質異常體為目的的鑽孔，應認真分析已有地質資料報告，為鑽孔軌跡設計提供依據; 探測和排放採空區及地層中的含水體，探測和加固煤層頂底板中軟弱構造帶，為煤礦安全生產服務。

2)根據鑽孔或鑽具所允許的彎曲強度，鑽孔傾角和方位角的彎曲強度應符合一定的要求。一般情況下，如果選擇直徑 73mm 的單彎孔底馬達，主孔施工選擇方位角彎曲強度≤0.035rad/6m(2°/6m)，傾角彎曲強度≤0.053rad/6m(3°/6m)。

3)如果一個主孔上設計多個分支鑽孔，設計鑽孔軌跡時應根據不同鑽孔型別和鑽孔用途預留分支點。施工順層瓦斯抽採鑽孔時，因探測煤層頂底板的需要，每鑽進50～100m需側鑽開分支，設計時需在鑽孔主孔上有計劃地預留分支點;鑽孔遇到煤層地質異常或發生孔內事故時，往往也需側鑽開分支，設計時需在鑽孔主孔上每隔一段距離有計劃地預留分支點。預留分支點應設計在地層相對完整、巖煤層硬度適中的孔段。堅硬岩石和破碎層段不宜預留分支點。為達到相應的定向鑽進目的，確保施工效果，預留分支點的間隔不宜超過100m。

一、定向鑽孔軌跡設計原則

目前中國煤礦井下定向鑽孔主要以瓦斯抽採孔為主，根據不同鑽孔型別，定向鑽孔軌跡設計應遵守以下原則:

1)根據定向孔的用途，首先要以有利於實現控制為目的。對瓦斯抽採鑽孔，應儘量增加鑽孔過煤長度，保證鑽孔軌跡在煤層中延伸，以達到較好的瓦斯抽採效果; 在井下施工條件允許的情況下，定向鑽孔軌跡設計應儘量以上仰為主，以減少或避免終孔後孔內積水; 對以探測煤層地質條件和煤層構造為目的的鑽孔，應根據臨近工作面煤層頂底板的標高設計定向鑽孔方向及分支點位置; 對以探測礦井地質構造和地質異常體為目的的鑽孔，應認真分析已有地質資料報告，為鑽孔軌跡設計提供依據; 探測和排放採空區及地層中的含水體，探測和加固煤層頂底板中軟弱構造帶，為煤礦安全生產服務。

2)根據鑽孔或鑽具所允許的彎曲強度，鑽孔傾角和方位角的彎曲強度應符合一定的要求。一般情況下，如果選擇直徑 73mm 的單彎孔底馬達，主孔施工選擇方位角彎曲強度≤0.035rad/6m(2°/6m)，傾角彎曲強度≤0.053rad/6m(3°/6m)。

3)如果一個主孔上設計多個分支鑽孔，設計鑽孔軌跡時應根據不同鑽孔型別和鑽孔用途預留分支點。施工順層瓦斯抽採鑽孔時，因探測煤層頂底板的需要，每鑽進50～100m需側鑽開分支，設計時需在鑽孔主孔上有計劃地預留分支點;鑽孔遇到煤層地質異常或發生孔內事故時，往往也需側鑽開分支，設計時需在鑽孔主孔上每隔一段距離有計劃地預留分支點。預留分支點應設計在地層相對完整、巖煤層硬度適中的孔段。堅硬岩石和破碎層段不宜預留分支點。為達到相應的定向鑽進目的，確保施工效果，預留分支點的間隔不宜超過100m。

二、定向鑽孔軌跡設計內容

進行定向鑽孔的軌跡設計，首先需要明確定向鑽孔的用途。若定向鑽孔為煤巷掘進面瓦斯抽採鑽孔，則鑽孔主設計方位應沿掘進面走向。若定向鑽孔為模組區域瓦斯抽採鑽孔，則鑽孔主設計方位應垂直或平行綜採工作面走向。

其次，根據不同的鑽孔目的，確定鑽場位置及規格。設計定向鑽孔軌跡之前根據礦井巷道條件、裝置及定向鑽進目的，先確定鑽場規格、鑽場位置，進而確定鑽孔佈置方案，同時必須符合煤礦安全規程的相關規定。結合掌握的施鑽區域煤岩層賦存資訊，確定開孔點、終孔點座標，計算開孔點與終孔點間的距離。

再次，根據鑽孔的設計要求，確定鑽孔軌跡的基本引數，即鑽孔的三要素:孔深、傾角和方位角。在設計這三個基本引數時應遵循以下原則:

1)鑽孔深度應根據施工目的、裝置能力、地層條件和工作環境等因素確定。一般情況下，鑽孔設計深度不應超過定向鑽進裝置最大鑽進孔深的80%。

2)鑽孔方位角主要體現在鑽孔軌跡的平面設計上。設計鑽孔方位時，在達到安全施工目的的前提下，要儘量減少鑽孔工作量和施工程式。對於瓦斯抽採鑽孔應儘可能地使鑽孔軌跡覆蓋整個工作面，滿足鑽孔合理間距的控制要求，避免產生工作面瓦斯抽採盲區;同時，開孔段方位設計應避免鑽孔之間發生貫通;設計造斜孔段鑽孔方位時必須滿足方位角彎曲強度的要求。

3)鑽孔傾角的設計原則與方位角的設計原則相同，但在鑽孔設計過程中，如果鑽孔軌跡走向與地層傾向基本一致，則鑽孔傾角在滿足傾角彎曲強度的前提下，應儘量保持隨地層傾角變化，使鑽孔在預定地層中延伸;如果鑽孔軌跡走向與地層傾向不一致，則鑽孔傾角變化即為地層傾角在鑽孔軌跡方位上視傾角的變化，特別是在進行鑽孔方位造斜時，鑽孔方位角不斷變化，鑽孔傾角與地層傾角存在一定差別，此時需要將地層的真傾角轉化為鑽孔方位上的視傾角。

最後，對於分支孔的設計，還需要確定鑽孔造斜點、穩斜點的位置及鑽孔彎曲強度。煤礦井下隨鑽測量定向鑽孔造斜點和穩斜點為某段鑽孔軌跡傾角和方位角變化的起點和終點。鑽孔造斜點和穩斜點應根據鑽孔在工作面內佈置原則確定，鑽孔佈置要儘量覆蓋煤層工作面。進行定向分支鑽孔的軌跡設計應遵循以下原則:

1)滿足定向孔施工目的和要求。根據定向孔的用途、施工目的確定合適的定向孔型別和鑽孔軌跡形式。在井下施工本煤層瓦斯抽採定向孔時宜設計集束型定向鑽孔群，以節約成本，提高效率。嚴格按照孔口位置、方位角、傾角等要求，結合煤岩層產狀和目標靶區情況設計定向分支孔軸線。

2)確定合理的鑽孔軸線設計順序。單孔軸線的合理設計順序:如果開孔點或分支點已定，設計時應由淺及深，即從開孔點逐段推移到靶點;如果開孔點或分支點未定，設計時應從深到淺，即從靶點逐段推移至開孔點。多分支孔的合理設計順序:其原則是先主孔，後分支孔。集束型鑽孔群的合理設計順序:當確定按照“後退式”的順序施工多分支鑽孔時，分支孔應從深往淺依次設計;當確定按照“前進式”順序施工多分支鑽孔時，分支孔應從淺往深依次設計。

3)確定合適的造斜強度。分支孔的造斜強度應符合主孔施工方位角彎曲強度≤0.035rad/6m(2°/6m)、傾角彎曲強度≤0.053rad/6m(3°/6m)的要求。在穩斜段應透過頻繁調整造斜鑽具的安裝角或減小造斜鑽具的彎曲強度來保證鑽孔軸線光滑平直。

4)設計合理的預留分支點。預留分支點的設計既要考慮施工目的，又要儘量減少進尺，節約成本。在預留分支點處，施工主孔時要適當增加鑽孔的彎曲強度，以利於定向分支孔的側鑽開分支施工作業。