松软煤层煤炭产量占我国煤炭总产量的42％。在煤炭开采过程中，瓦斯是严重的安全隐患。施工瓦斯抽放孔并通过负压抽采瓦斯，是瓦斯治理最有效的方法，也是利用瓦斯新能源的基础。松软煤层由于煤层松软、煤体强度低、煤层瓦斯含量高，在瓦斯抽放孔的施工过程中极易形成“大肚子”孔段，即钻穴。钻穴的形成一方面由于钻孔上部的煤体在重力作用下坍塌所致，另一方面由于钻孔过程破坏了煤层原有的平衡力系，煤层中蕴含的部分高压瓦斯得到释放，释放的瓦斯携带破碎的煤渣喷入钻孔。钻穴的形成严重阻碍了瓦斯抽放孔的钻进深度，而钻孔的深度又决定了瓦斯抽放的效率。因此，松软煤层难以进行深孔钻进，进而导致瓦斯抽采率低。钻穴的形成一方面增加了辅助巷道和钻孔的施工量，降低了煤炭产量;另一方面也增加了煤层开采过程瓦斯爆炸和瓦斯突出的风险。如何在松软煤层中进行深孔钻进成为一个急待解决的问题。　　 煤矿坑道钻探旌工钻杆在地面钻探钻杆的基础上，经过长期发展形成了煤矿专用钻杆系列。本文结合煤矿钻探常用钻杆钻进原理和钻穴理论发现，单一排渣形式的钻进很难顺利通过钻穴区域，制约了钻孔的深度。结合松软煤层中常用的两种排渣形式的钻杆（三棱钻杆和螺旋钻杆）优势，设计出三棱螺旋钻杆。与三棱钻杆和螺旋钻杆相比，三棱螺旋钻杆具有以下优势:(1)兼顾三棱钻杆能在松散煤渣中旋转引起涡流和普通螺旋钻杆叶片能够辅助排渣散热的技术优势，克服了三棱钻杆卡钻时不能在钻孔轴向上导出煤渣和普通螺旋钻杆易卡钻、埋钻的技术弊端;(2)与普通螺旋钻杆相比，整体式结构提高了钻杆的抗扭强度和抗弯强度，叶片的硬度和强度高、耐磨性好，延长了钻杆的使用寿命;(3)小高度、大宽度的螺旋叶片结构降低了叶片对孔壁的刮削，维护了孔壁的稳定性，提高了钻孔的成孔率及钻进效率;(4)排渣效果好，环空通畅可有效减少钻杆传递扭矩，降低钻机负荷，确保顺利通过钻穴区域;(5)排渣过程中，煤渣在钻杆表面流动，能够及时把钻杆旋转摩擦产生的热量带走，减少钻杆发热，确保钻进安全。　　 三棱螺旋钴杆螺旋槽参数对钻杆的排渣效果有很大的影响，本文通过建立钻进过程中钻杆排渣的数学模型，利用Flow Simulation对不同螺旋槽参数的三棱螺旋钴杆在同等条件下进行钻进过程中的模拟排渣，通过对比模拟结果，对螺旋槽参数进行优化设计，最终确定螺旋槽的参数为螺距S=380mm、螺旋槽宽度W＝23mm、螺旋槽深度D=4.5mm。对钻杆拄和钴杆螺纹连接分别利用ANSYS和理论计算进行强度分析，对于屈服强度为1070MPa的三棱螺旋钻杆完全满足现场施工的安全要求。　　 松软煤层的钻孔在退钻后经常发生塌孔，瓦斯抽放通道常常小于钻孔深度。退钻后再下入筛管的常规筛管护壁技术，虽然可以在一定程度上解决这种问题，但是对于在退钻过程中就发生塌孔的特殊情形则无能为力，而不提钻下筛管工艺则可以彻底解决这种问题。根据不提钻下筛管工艺的要求，设计了大通道开闭式钻头、筛管防退装置。大通道开闭式钻头既能在正常钻进过程中，全面破碎煤体;又能在下筛管的过程中确保筛管顺利通过钻头下入孔底。为了防止筛管在退钻过程中后退，通过对退钻过程中的筛管进行受力分析，提出了卡瓦式筛管悬挂装置和顶管装置，考虑到煤层松软，不能确保悬挂装置是否有用，最终选择直接有效的顶管装置。为配合后期三棱螺旋钻杆和不提钻下筛管工艺的工业性试验，改善试验环境，设计加工了孔口简易除尘器。　　 通过三棱螺旋钻杆和不提钻下筛管工艺在平煤十矿的工业性试验表明:三棱螺旋钻杆的排渣能力强，钻进深度深。在试验地点，与三棱钻杆相比，三棱螺旋钻杆钻进深度提高了80％左右;三棱螺旋钻杆配合不提钴下筛管工艺，延伸了瓦斯抽放通道，瓦斯抽采效果显著提高。