深水水井封閉施工組織設(shè)計(jì)

1、山西*煤業(yè)有限公司王 家 嶺 水 井 封 閉 工 程施工組織設(shè)計(jì)*有限公司2015年9月5日項(xiàng) 目 名 稱：山西*煤業(yè)有限公司王家?guī)X水井封閉工程施工單 位：*有限公司 編 制： 審 核：項(xiàng) 目 經(jīng) 理： 總 工 程 師：總 經(jīng) 理： 審批單位：*煤業(yè)有限公司*煤業(yè)地測(cè)副總：*煤業(yè)礦長(zhǎng)助理：*煤業(yè)機(jī)電礦長(zhǎng)：*煤業(yè)生產(chǎn)礦長(zhǎng)：*煤業(yè)技術(shù)礦長(zhǎng)：*煤業(yè)安全礦長(zhǎng)：會(huì)審意見：山西*煤業(yè)有限公司王家?guī)X水井封閉工程施工組織設(shè)計(jì)第一節(jié) 編制依據(jù)山西*煤業(yè)有限公司為消除王家?guī)X水井奧灰水對(duì)煤層掘進(jìn)的威脅，泰安*技術(shù)服務(wù)有限公司擬對(duì)王家?guī)X水井進(jìn)行地面封閉。根據(jù)礦方的技術(shù)要求及結(jié)合合同約定編制本施工組織設(shè)計(jì)。第二節(jié) 工程

2、概況一、地層概況本礦主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組?？刹擅簩?、5號(hào)煤層位于山西組， 8、9號(hào)煤層位于石炭系太原組。(一) 石炭系上統(tǒng)太原組 8號(hào)煤層位于石炭系上統(tǒng)太原組下部，直接頂板為L(zhǎng)1灰?guī)r，底部為砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤線、細(xì)砂巖，其中K1砂巖為標(biāo)志層，與下伏本溪組地層整合接觸。(二)石炭系中統(tǒng)本溪組 該組地層平均厚度29.6m。主要巖性砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r、細(xì)砂巖、和鋁質(zhì)泥巖。本組與下伏奧陶系峰峰組地層平行不整合接觸。王家?guī)X水井位置8號(hào)煤底板與峰峰組距離為74m左右，其中太原組地層44m，本溪組地層30m。(三)奧陶系中統(tǒng)峰峰組該組地層在本井田未完全揭露。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該組

3、地層厚度110m左右，巖性石灰?guī)r，塊狀構(gòu)造，致密堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，裂隙為方解石充填，含黃鐵礦。上部為中厚狀石灰?guī)r，質(zhì)較純，夾薄層角礫狀泥灰?guī)r、泥巖；中、下部為泥灰?guī)r、灰?guī)r，含脈狀及纖維狀石膏3-5層；底部多為角礫狀泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r。根據(jù)區(qū)域抽水資料，單位涌水量最大為0.46L/s.m，滲透系數(shù)最為1.97m/d，但在本區(qū)富水性較弱。(四)奧陶系上馬家溝組該組地層在本井田未揭露。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，上馬家溝組一般厚250m左右，最小122m，主要由灰?guī)r、泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r組成。據(jù)鉆孔資料揭露，訪組巖溶較峰峰組明顯發(fā)育，富水性顯著增大，鉆孔單位涌水量最大4.13L/s，滲透系數(shù)最大3.5m/d。

4、二、水井概況由于資料缺失，王家?guī)X水井施工時(shí)間資料不詳，只能測(cè)井后根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定地質(zhì)層位和井內(nèi)套管情況，（目前參照大東莊水井資料分析，該井深590m，根據(jù)地質(zhì)資料分析，4號(hào)煤底板深度144m，8號(hào)煤底板深度204m，峰峰組頂界面深度280m，上馬家溝組頂界面390m。套管情況不詳）。具體施工還要以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為準(zhǔn)。第三節(jié) 封閉工程主要目的任務(wù)通過地面注漿，封堵水井取水層段及套管外環(huán)間隙，隔離奧灰水，消除水井給采掘帶來的水患威脅。第四節(jié) 封閉工程技術(shù)要求一、使用鉆具沖掃至井底處，進(jìn)行注漿，對(duì)峰峰組以下水井取水層段進(jìn)行全孔封堵。二、在峰峰組中部、峰峰組頂界、8號(hào)煤底板10米處進(jìn)行割管，割管位置以測(cè)井?dāng)?shù)

5、據(jù)為準(zhǔn)，用井口灌壓法驗(yàn)證套管外壁與出水點(diǎn)是否聯(lián)通，并注漿全孔封堵（全孔使用525號(hào)水泥），井口壓力6Mpa。三、做好原始記錄，編制封堵設(shè)計(jì)，做好封閉施工總結(jié)報(bào)告。四、封閉施工總結(jié)報(bào)告包括內(nèi)容：原始記錄表、封閉施工組織設(shè)計(jì)及施工總結(jié)。第五節(jié) 封閉工程施工組織安排一、設(shè)備選擇和施工人員安排根據(jù)封閉工程技術(shù)要求、工期要求及該區(qū)地層情況確定采用的主要設(shè)備有TXB-1000A型鉆機(jī)1臺(tái)、90kw和50kw電動(dòng)機(jī)各1臺(tái)、NBB-250/60型泥漿泵1臺(tái)、17米加重A型金屬鉆塔施工1套。主要施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)機(jī)械或設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量產(chǎn)地制造年份額定功率(Kw)生產(chǎn)能力1鉆 機(jī)TXB-10001石家莊200

6、3108mm徑鉆進(jìn)1000m2泥 漿 泵NBB-250/601石家莊2002額定壓力6Mpa,流量250L/min3電 機(jī)1上海20101204電 機(jī)1上海2011505鉆 塔17m2泰安20096 200872011 施工該項(xiàng)目由一名項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)全面指揮，并按施工需要配備以下主要施工技術(shù)人員和鉆機(jī)施工人員，詳見下表。主要施工管理人員表名 稱姓 名職 務(wù)職 稱主要資歷、經(jīng)驗(yàn)及承擔(dān)過的項(xiàng)目項(xiàng)目經(jīng)理張德昌經(jīng) 理工程師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探、注漿項(xiàng)目。技術(shù)負(fù)責(zé)楊青華副總工程師高級(jí)工程師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目主管，主編多件大型地質(zhì)報(bào)告。施工管理畢杰寶工程師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目施工負(fù)責(zé)。質(zhì)量管理佟永杰工程

7、師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)。材料管理李開峰技 師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目材料負(fù)責(zé)。計(jì)劃管理李 振工程師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目計(jì)劃管理。安全管理郭長(zhǎng)治技師承擔(dān)過多項(xiàng)大型勘探項(xiàng)目安全負(fù)責(zé)。勞動(dòng)力計(jì)劃表 單位：人工種級(jí)別按工程施工階段投入勞動(dòng)力情況安裝整備掃孔施工數(shù)字測(cè)井注漿封孔拆卸搬家資料總結(jié)及提交鉆探技術(shù)員11111地質(zhì)技術(shù)員11111機(jī) 長(zhǎng)11111副機(jī)長(zhǎng)11111泥漿管理員111機(jī)械維修工1111炊事員111111鉆探工人10101010安裝工88水文技術(shù)人員111采樣技術(shù)人員1汽車司機(jī)22二、啟封結(jié)構(gòu)先用外徑110mm的普通鉆頭開工沖掃至孔低，用取芯鉆頭取巖芯一次。驗(yàn)證是否孔低。驗(yàn)證后

8、進(jìn)行測(cè)井解析孔內(nèi)地層和套管具體情況。并進(jìn)行割管和封閉。三、鉆具組合鉆頭配套防斜保直器68mm鉆鋌50mm鉆桿立軸。四、地面注漿的參數(shù)選擇(一)注漿壓力據(jù)地質(zhì)資料，含水層對(duì)8號(hào)煤層底板最大靜水壓力為2Mpa，故注漿終壓一般取靜水壓力的2倍，即孔口壓力4Mpa。(二)注漿材料的配制1、漿液種類暫定以水泥漿液為主體，可適當(dāng)添加速凝早強(qiáng)劑(氯化鈣)。若注漿實(shí)施過程中，受漿量很大時(shí)，不排除采用砂漿泵壓注水泥砂漿液，或者采用特種水泥材料。2、漿液的配制：水泥單漿液采用水灰比為：1.8:1、1.5:1、1:1、0.7:1四種。3、添加劑的使用：先用氯化鈣配制成50%的溶液，然后以5%的比例拌入配制好的水泥漿

9、。(三)注漿擬選用的主要工藝1、根據(jù)鉆探揭示的實(shí)際地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，對(duì)裸孔段采取壓力注漿。2、依據(jù)注漿前壓注水取得的水文地質(zhì)參數(shù)，合理選擇漿液濃度。3、當(dāng)受注漿量很大時(shí)，可改注水泥砂漿液或特種水泥液。4、根據(jù)注漿情況水泥漿液中也可添加最佳配比的5/萬的三乙醇胺和5/千的工業(yè)鹽，做速凝早強(qiáng)劑。5、注漿前、后，必須作壓水試驗(yàn)。注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以檢查注漿機(jī)具及注漿管路的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，并可以為確定注漿參數(shù)提供依據(jù)。注漿前要進(jìn)行連通試驗(yàn)。 6、注漿均采用先稀后濃的水泥漿液注入，直至達(dá)到注漿要求。工藝流程圖如下： 水泥：水?dāng)嚢鑳?chǔ)漿桶 注漿泵 輸漿管 注漿井內(nèi)(四)注漿作業(yè)1、注漿前對(duì)注漿設(shè)備，攪

10、拌和管路系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和耐壓試驗(yàn)，看其能否滿足最大壓力、最大流量，調(diào)節(jié)裝置是否靈活，以保證注漿順利。2、注漿程序：將吸漿籠頭放入清水桶，打開放漿閥門，啟動(dòng)注漿泵電機(jī)，調(diào)節(jié)注漿泵檔位，看壓水正常后，方可使用。開始?jí)鹤⑶逅?0分鐘內(nèi)無異?，F(xiàn)象，可將吸漿籠頭移到水泥儲(chǔ)漿桶，壓注單液漿。水泥漿的濃度一般先稀后濃，即水灰比可從1.811.51110.71，當(dāng)漿液在裂隙中沉析、充填階段時(shí)，注漿一定時(shí)間(3040分鐘)壓力不升，進(jìn)漿量不減時(shí)，應(yīng)逐級(jí)增加漿液濃度或加注雙液漿(并逐步調(diào)整配合比加快凝固期)，當(dāng)注漿壓力達(dá)到4Mpa時(shí)，停10分鐘后，再注漿馬上達(dá)到4Mpa時(shí)，即為注好，否則繼續(xù)再注。注漿結(jié)束時(shí)，先

11、將吸漿管籠頭移到清水桶，壓注適量清水(僅為注漿管路內(nèi)容積的90%)，然后處于靜壓狀態(tài)，停止注漿，等待漿液凝固。3、在注漿過程中，若發(fā)現(xiàn)泵壓波浪式上升，吸漿量相應(yīng)地減少，預(yù)計(jì)達(dá)到終壓而不影響漿液注入量，說明注漿情況正常，可不必調(diào)整漿液濃度。4、注漿過程中，經(jīng)加大漿液濃度或使用雙漿液注漿，注漿已達(dá)到預(yù)計(jì)注漿效果，應(yīng)停止注漿。5、注漿結(jié)束后，待漿液凝固48小時(shí)后，立即拆卸孔口管閥門，并認(rèn)真清洗干凈，以備再用。(五)注漿機(jī)司機(jī)注意事項(xiàng)1、開泵后要集中思想，時(shí)刻注意壓力的升降情況，及時(shí)調(diào)節(jié)檔位，發(fā)現(xiàn)異常馬上停泵處理。2、如果停泵時(shí)間過長(zhǎng)，特別是雙液注漿時(shí)，停泵后立即沖洗管路。3、在處理堵管及泵時(shí)，特別要

12、注意帶壓力的管路不準(zhǔn)對(duì)人。拆開時(shí)人員要站在開口的側(cè)面，避免壓力漿液噴出傷人。4、注漿過程中，發(fā)現(xiàn)壓力驟然上升或漿液耗量突增，應(yīng)立即停注，查明原因，處理后再恢復(fù)注漿。五、施工工藝1、施工順序用外徑110的鉆頭沖掃到孔低。取芯一次，驗(yàn)證是否到孔底，如果到孔底可進(jìn)行測(cè)井。沖洗水井，使其干凈，不含巖粉及雜物。對(duì)裸孔段進(jìn)行注漿，注漿48小時(shí)后檢查封堵效果，合格后進(jìn)行下一施工步驟。在峰峰組中部位置進(jìn)行割管，判斷割管成功后進(jìn)行壓力注漿，注漿24小時(shí)后檢查封堵效果，合格后進(jìn)行下一施工步驟。在峰峰組頂部位置進(jìn)行割管，判斷割管成功后進(jìn)行壓力注漿，注漿24小時(shí)后檢查封堵效果，合格后進(jìn)行下一施工步驟。在8號(hào)煤層地板1

13、0米位置進(jìn)行割管，判斷割管成功后進(jìn)行壓力注漿，注漿24小時(shí)后檢查封堵效果，合格后全孔封閉。注漿采取上行式、水泥漿先稀后稠(水泥：水=1:1.8-0.7)注漿方式，以防漿液通路提前堵塞影響注漿質(zhì)量，注漿材料選用普通硅酸鹽水泥標(biāo)號(hào)P.O52.5。2、沖掃方法及沖掃技術(shù)參數(shù)的確定根據(jù)本井實(shí)際情況，原封堵水泥采用硬質(zhì)合金無芯鉆進(jìn)，其詳細(xì)鉆進(jìn)方法及技術(shù)參數(shù)見下表。沖掃技術(shù)參數(shù)選擇表地 層鉆進(jìn)方法掃孔參數(shù)鉆壓(kg)轉(zhuǎn) 速(rpm)泵 量(L/min)水 泥硬質(zhì)合金無芯鉆進(jìn)1200701503、鉆孔護(hù)壁 采用“聚丙烯酰胺+聚丙烯腈+Na2CO3+KHm+膨潤(rùn)土”配制的不分散低固相泥漿護(hù)壁，其性能要求漏斗粘

14、度1820秒，失水量小于10mL/30min，密度小于1.07，PH值89。在鉆孔施工中鉆場(chǎng)應(yīng)配有粘度計(jì)、比重計(jì)、含砂量杯、失水儀及PH值試紙等簡(jiǎn)易泥漿測(cè)試器具，以便及時(shí)檢查測(cè)試泥漿性能。根據(jù)泥漿性能變化加入適量的處理劑以調(diào)整泥漿的性能至要求范圍。對(duì)泥漿的性能，在正常情況下每班至少測(cè)定一次；調(diào)整前及調(diào)整后還應(yīng)各測(cè)一次，并將性能指標(biāo)數(shù)據(jù)如實(shí)填入泥漿性能測(cè)試表中。為凈化泥漿，循環(huán)系統(tǒng)采用長(zhǎng)槽大池除砂，循環(huán)系統(tǒng)的總長(zhǎng)度不得短于20m，其寬度為0.50m，高度為0.40m，坡度為1/1001/80，每隔2m設(shè)一檔板，以便于巖屑的沉淀，同時(shí)在井口附近2m左右安裝旋流除砂器或振動(dòng)除砂器除砂。為方便固井和除

15、砂，泥漿池用磚、水泥砌成正方形。4、防斜技術(shù)措施 開孔前用石子配混凝土加固鉆塔地基，認(rèn)真檢查鉆塔的安裝質(zhì)量，機(jī)械設(shè)備安裝必須周正、穩(wěn)固、水平，天輪中心、鉆機(jī)立軸中心與孔口中心必須位于同一鉛垂線上。 開孔鉆進(jìn)要輕壓慢轉(zhuǎn)，使用鉆鋌加壓，逐漸增加鉆鋌至54米左右，同時(shí)為防止開孔時(shí)高壓管下墜立軸使鉆孔偏斜，在鉆塔第三層的塔腳上懸掛四個(gè)定滑輪，并用平衡墜平衡四個(gè)角的重量，使立軸始終處于鉆孔中心線上。 嚴(yán)禁下入彎曲鉆具及同心度不好的鉆具。 在破碎帶、軟硬互層適當(dāng)控制鉆壓和鉆速，換層時(shí)輕壓慢轉(zhuǎn)。 換徑時(shí)使用同徑鉆具導(dǎo)向鉆進(jìn)。 在鉆頭與鉆鋌之間加FB防斜保直器，上部鉆鋌之間加兩個(gè)扶正器防斜，同時(shí)從鉆頭巖芯管鉆

16、鋌鉆桿鉆具口徑逐級(jí)減小，形成塔式組合鉆具防斜。 采用剛?cè)徵姅[鉆具防斜：在兩組粗徑鉆鋌中間加入一立根小一級(jí)鉆鋌形成剛?cè)徵姅[組合鉆具，起防斜作用。第六節(jié) 質(zhì)量保證措施一、完善的質(zhì)量保證體系1、我隊(duì)2002年11月通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，2005年9月通過重新認(rèn)證，施工中將按照該質(zhì)量體系認(rèn)證管理每一個(gè)環(huán)節(jié)。質(zhì)量保證體系見下圖：2、作業(yè)規(guī)程及質(zhì)量檢測(cè)封堵質(zhì)量是整個(gè)治水工程質(zhì)量的關(guān)鍵，在施工中會(huì)遇到各種影響封堵質(zhì)量的因素，施工前必須進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)甲方和技術(shù)負(fù)責(zé)審批后方可開鉆施工。施工中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量五級(jí)管理體系，各技術(shù)人員層層把關(guān)、各盡其職，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患及時(shí)消除，杜絕發(fā)生質(zhì)量問題，保質(zhì)保量。3、技術(shù)人

17、員配備為保證鉆孔施工質(zhì)量，除項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人外，另外配備地質(zhì)、鉆探、水文負(fù)責(zé)人各一人。鉆機(jī)均配備1名地質(zhì)員、1名鉆探技術(shù)人員和水文技術(shù)人員，實(shí)時(shí)監(jiān)控鉆機(jī)執(zhí)行技術(shù)要求情況。4、各專業(yè)開展“三邊”工作，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)，正確指導(dǎo)施工，為提交高質(zhì)量的治水工程做好準(zhǔn)備。二、質(zhì)量監(jiān)控及現(xiàn)場(chǎng)處理施工現(xiàn)場(chǎng)配備專業(yè)質(zhì)量管理員及各專業(yè)技術(shù)人員，進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，及時(shí)處理施工中的技術(shù)問題。另外，生產(chǎn)隊(duì)長(zhǎng)、總工程師不定期到項(xiàng)目部檢查、指導(dǎo)生產(chǎn)情況及各項(xiàng)技術(shù)要求落實(shí)情況。三、質(zhì)量保障技術(shù)措施1、掃孔質(zhì)量保障技術(shù)措施：(1)、要堅(jiān)持合理一次鉆程。(2)、鉆進(jìn)破碎的水泥塊時(shí)，應(yīng)適當(dāng)采用低轉(zhuǎn)速，減小泵量，并

18、限制回次進(jìn)尺時(shí)間和進(jìn)尺長(zhǎng)度。(3)、不得使用已彎曲的粗徑鉆具。(4)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)水泥質(zhì)量，注漿前先進(jìn)行水泥凝固試驗(yàn)，檢測(cè)水泥塊的硬度。2、保障鉆孔封閉質(zhì)量措施：(1)、檢驗(yàn)每次割管的效果，保證套管被割透。(2)、鉆孔封閉前，必須使用稀泥漿或清水沖孔。(3)、必須準(zhǔn)確計(jì)算封閉材料及其配比，封孔材料充足，并嚴(yán)格按照配比配制砂漿。(4)、準(zhǔn)確掌握封孔鉆具下入深度，其下端應(yīng)距孔底35m。(5)、灌注水泥漿時(shí)可用邊灌注邊提升鉆具的方法。但每次提升時(shí)鉆具下端均不得提離砂漿面，中間不得灌注替漿水，以保證水泥漿灌注的連續(xù)性?？偣な业刭|(zhì)、鉆探、水文高級(jí)工程師地質(zhì)工程師鉆探工程師水文工程師鉆機(jī)地質(zhì)技術(shù)員鉆機(jī)鉆探技術(shù)

19、員水文地質(zhì)技術(shù)員鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)三個(gè)班班長(zhǎng)三個(gè)班班長(zhǎng)第七節(jié) 施工安全技術(shù)措施一、施工安全技術(shù)措施1、全體施工人員必須認(rèn)真做到“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針，把安全生產(chǎn)當(dāng)做天字號(hào)頭等大事來抓，認(rèn)真貫徹執(zhí)行煤田地質(zhì)勘探規(guī)程和煤田地質(zhì)勘探安全規(guī)程，杜絕一切“三違”現(xiàn)象發(fā)生，確保鉆探施工的順利進(jìn)行。2、鉆場(chǎng)地基必須平坦，穩(wěn)固適用，填方必須夯實(shí)，底層地梁木下臥不得少于100mm。3、鉆塔各部件及螺絲必須上全擰緊，地錨埋深不得少于1.2m，繃?yán)K與地面夾角不得少于45°，且用緊繩器拉緊。4、各種安全防護(hù)、儀表、安全閥等部件必須安裝齊全，且可靠、靈活、好用。5、安全欄桿、工作臺(tái)、臺(tái)板等設(shè)施必須安裝牢固，立根臺(tái)下的地板要墊短基臺(tái)木。二、鉆孔事故預(yù)防技術(shù)措施1、操作人員要做到“三看”、“兩聽”、“一及時(shí)”，鉆機(jī)離合把、泥漿泵開關(guān)處要按崗位分工有專人看守，以便處理隨時(shí)發(fā)生的緊急情況。2、嚴(yán)格執(zhí)行鉆具檢查制度，