为有效预防矿井生产过程中瓦斯引发的灾害,淮南矿区采用穿层钻孔进行治理。但是在煤层顶、底板施工穿层钻孔时,在硬岩或软硬交互地层中钻进效率低。基于这一问题,展开淮南矿区井下穿层孔硬岩钻进技术研究,最终达到高效钻进的目的。论文通过查阅国内外硬岩钻进研究现状,了解了淮南矿区地质条件、煤系及煤层的岩性、现有装备和钻进技术之后,对研究区井下穿层孔硬岩钻进效率的影响因素进行分析,得出影响硬岩钻进关键因素为轴向荷载和钻头。依据关键因素对钻具的破岩机制展开分析,并建立了钻头与岩层作用仿真模型。模型模拟过程中钻头随轴向荷载增加,位移、应力和塑性区均增加,通过模型计算得到三翼圆弧胎体PDC钻头和四翼平角胎体PDC钻头压入作用效果明显高于钎头的结论。最后在淮南矿区进行了井下穿层孔硬岩高效成孔试验,验证了理论研究成果,并依据试验结果的统计和灰色关联分析,通过试验分析得出的结论是硬岩钻进过程中回转钻进工艺条件下的钻进效率低于冲击回转钻进工艺条件下的钻进效率,气动冲击回转钻进工艺下的钻进工艺参数低于液动冲击回转过程中的钻进工艺参数;中硬岩层钻进中不同结构钻头的钻进效率差距较大;随岩层坚固性系数的提高,钻进工艺参数泵压增大、钻压下降、转速提高;钎头更适合与气动潜孔锤钻具组合;进尺、螺旋钻杆使用和钻压是井下穿层孔硬岩钻进效率最重要的因素,钻进工艺参数与钻进效率关联程度最大,钻具组合是次于钻进参数的影响因素。上述研究成果在淮南矿区瓦斯抽采穿层钻孔的工程实践中得到了验证,为淮南矿区以及其它矿区的穿层孔硬岩高效钻进提供了范例。