奧灰水文孔施工總結(jié)

1、山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)左權(quán)盤(pán)城嶺煤業(yè)有限公司奧灰水位觀測(cè)孔施工總結(jié)報(bào)告中國(guó)煤炭地質(zhì)總局水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘查院二0一八年三月組織施工單位：中國(guó)煤炭地質(zhì)總局水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘查院施工鉆機(jī)：奧灰水位觀測(cè)孔號(hào)鉆機(jī)編寫(xiě)人員：項(xiàng)目經(jīng)理：（簽字）技術(shù)負(fù)責(zé)：（簽字）一、概況由于盤(pán)城嶺煤礦井田東部至西部突水系數(shù)逐漸增加，但待開(kāi)采區(qū)域奧灰水位、富水性等數(shù)據(jù)資料是根據(jù)井田內(nèi)P-1號(hào)水文孔及區(qū)域奧灰水位推測(cè)而得，精度控制不夠；并且，礦井后續(xù)計(jì)劃在150103工作面本溪組隔水層之上布置瓦斯抽采巷，也急需取得奧灰水位、富水性等數(shù)據(jù)對(duì)奧灰?guī)r溶水帶壓開(kāi)采安全性進(jìn)行重新評(píng)價(jià)，從而指導(dǎo)后續(xù)巷道開(kāi)拓及瓦斯抽采巷布置。因此

2、，決定在井下一采區(qū)合適地段部署水文孔，并留作奧灰長(zhǎng)觀孔，通過(guò)鉆探、單孔放水試驗(yàn)、相應(yīng)采樣測(cè)試、動(dòng)態(tài)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層厚度、裂隙發(fā)育程度和規(guī)律、水位、富水性等水文地質(zhì)參數(shù)，并進(jìn)行長(zhǎng)期水位觀測(cè)，為礦井采掘規(guī)劃和安全生產(chǎn)提供依據(jù)。該孔于2017年11月13日開(kāi)孔，2017年12月10日完成鉆探及相應(yīng)的放水試驗(yàn)等工作，共完成鉆探進(jìn)尺210m,終孔層位為奧陶系峰峰組底部。二、地質(zhì)技術(shù)要求1、巖芯采取率：鉆孔采用分段取芯，15號(hào)煤層及其底板為取芯段，要求取芯段正常段巖芯長(zhǎng)度采取率大于70%,破碎段巖芯長(zhǎng)度采取率大于50%,取芯時(shí)，應(yīng)保持巖芯完整，巖芯取出后要妥善保管，巖芯要洗

3、凈，必須按順序編號(hào)，裝箱、照相，并按規(guī)范要求描述巖芯巖性，結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖石的膠結(jié)情況、含水層的裂隙發(fā)育情況，裂隙充填情況等，特別斷層帶的巖性要詳細(xì)描述，鉆孔終孔后按規(guī)定統(tǒng)一處理。2鉆具丈量：見(jiàn)基巖面、每鉆進(jìn)100m、換徑、終孔均需丈量鉆具，丈量結(jié)果若誤差超過(guò)0.15%時(shí)，要進(jìn)行合理平差。3、孔斜：施工前要制定鉆孔防斜措施，并認(rèn)真執(zhí)行，鉆孔每鉆選0m測(cè)斜一次，鉆探施工過(guò)程中嚴(yán)格按照有關(guān)要求做好鉆探原始記錄工作。-3-4、放水試驗(yàn)：本次放水試驗(yàn)的主要目的是最大程度地揭示本區(qū)奧陶系峰峰組含水層水文地質(zhì)條件，因此本次只進(jìn)行一次最大降深放水試驗(yàn)，充分暴露地下水條件。5、原始記錄：原始記錄要規(guī)范、整潔、內(nèi)容

4、齊全準(zhǔn)確。地質(zhì)員應(yīng)在7天內(nèi)整理、裝訂成冊(cè)。三、鉆探施工(一)施工方法和順序1、鉆孔結(jié)構(gòu)：一級(jí)孔徑133mm,鉆進(jìn)至15號(hào)煤層底板，約26m,下入127X5mm套管，管外用水泥全封閉，封48小時(shí)后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)壓力不低于5MPa,持續(xù)時(shí)間不少于30分鐘；二級(jí)孔徑113mm鉆進(jìn)至02f頂部下1m,約71m,下入108X5mmt管至孔口，管外用水泥全封閉，封48小時(shí)后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)壓力不低于5MPa,持續(xù)時(shí)間不少于30分鐘；三級(jí)孔徑直徑為94mm,鉆進(jìn)至02s層位10米后終孔，孔深約210米。2、鉆進(jìn)方法(1) 一開(kāi)：首先采用133無(wú)芯鉆頭鉆進(jìn)，根據(jù)情況鉆進(jìn)至15號(hào)煤層頂板上3m,約

5、為17m,取芯鉆至15號(hào)煤層底板，然后用133牙輪鉆頭擴(kuò)孔，下入中127X5mmt管，管外用水泥全封閉，封48小時(shí)后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)壓力不低于5MPa,持續(xù)時(shí)間不少于30分鐘。(2)二開(kāi)：首先采用89取芯鉆頭鉆進(jìn)，取芯鉆至15號(hào)煤層底板下10m,深度為37m,然后用113牙輪鉆頭擴(kuò)孔鉆進(jìn)至02f頂部，約71m,下入108x5m套管，管外用水泥全封閉，封48小時(shí)后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)壓力不低于5MPa,持續(xù)時(shí)間不少于30分鐘，隨后在套管口安裝閘閥，孔口閘閥包括防噴逆止閥、止水閘閥等裝置。（3）三開(kāi)：采用94mm鉆頭無(wú)芯鉆進(jìn)至02s層位10m后終孔，孔深約210米，隨后進(jìn)行放水試驗(yàn)后孔口安

6、裝水位自動(dòng)觀測(cè)儀。（二）鉆探成孔后，取得各類(lèi)巖石及煤樣參數(shù)后，安裝完畢井口水位自動(dòng)觀測(cè)儀，合理進(jìn)行觀測(cè)人員配置后，然后按規(guī)程進(jìn)行放水試驗(yàn)。（三）沖洗液的使用根據(jù)鉆孔性質(zhì)和施工情況，全孔采用清水作沖洗液。（四）設(shè)備選用使用SGZ-HIA井下鉆機(jī)1臺(tái)，鉆機(jī)動(dòng)力裝置為18.5Kw電動(dòng)機(jī)，最大鉆進(jìn)深度為300m,使用60mmi占桿及各種配套鉆頭等鉆具，放水試驗(yàn)需選用高精度壓力表（達(dá)到0.01MPa）、流量觀測(cè)儀，水位觀測(cè)選用水位自動(dòng)觀測(cè)儀等。四、地層該孔穿過(guò)地層依次為石炭系上統(tǒng)太原組、石炭系中統(tǒng)本溪組以及奧陶系中統(tǒng)峰峰組，以下按地層順序自上而下簡(jiǎn)述如下：（一）石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）:本次揭露厚度3

7、8m,主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成。（二）石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）:本次揭露厚度為19.5m,本段主要以泥巖及砂質(zhì)泥巖巖為主。（三）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）：本次揭露厚度為152.5m,本段主要為灰色和深灰色石灰?guī)r層。五、放水試驗(yàn)（一）放水試驗(yàn)的目的本次井下放水試驗(yàn)的目的是為充分揭示奧陶系灰?guī)r峰峰組巖溶裂隙含水層水文地質(zhì)條件，獲取水文地質(zhì)參數(shù)，為礦井采掘規(guī)劃及后續(xù)報(bào)告編制提供依據(jù)。（二）放水試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作為確保井下安全和放水試驗(yàn)順利進(jìn)行，放水試驗(yàn)前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作：1、井下放水孔孔口安裝耐壓能力大于5MPa的防水閥門(mén)，放水孔要安裝高精度壓力表（達(dá)到0.01MPa）及流量觀測(cè)儀或觀測(cè)堰

8、。放水試驗(yàn)前必須統(tǒng)一檢測(cè)儀器、儀表及觀測(cè)設(shè)施，確定完好、靈敏；2、檢查排水設(shè)施供電線路是否完好安全，滿足排水設(shè)備供電安全要求；3、檢查排水設(shè)備、排水管路、排水渠道能力是否滿足排水要求，排水設(shè)備是否完好，排水管路是否密封通暢，水倉(cāng)、水溝是符合要求；4、準(zhǔn)備好放水試驗(yàn)記錄、資料分析整理所需的各種材料、記錄表等；5、放水試驗(yàn)前對(duì)參與放水試驗(yàn)的人員統(tǒng)一進(jìn)行放水試驗(yàn)技術(shù)要求及安全注意事項(xiàng)培訓(xùn)。（三）放水試驗(yàn)及技術(shù)要求1、試驗(yàn)放水為進(jìn)一步準(zhǔn)確確定放水試驗(yàn)最大放水量，檢測(cè)放水試驗(yàn)孔、放水試驗(yàn)儀器儀表及疏排水設(shè)備、管路、溝渠、電路等設(shè)備、設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常，觀測(cè)儀器、儀表、測(cè)量器具、通訊正常可靠，精度滿足放水試驗(yàn)要

9、求，能保障放水試驗(yàn)及井下安全，正式放水試驗(yàn)前必須進(jìn)行試放水。試放時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)，并做好各項(xiàng)記錄。2、正式放水試驗(yàn)（1）放水降次本次放水試驗(yàn)的主要目的是最大程度地揭示本區(qū)奧陶系峰峰組含水層水文地質(zhì)條件，因此本次只進(jìn)行一次最大降深放水試驗(yàn)，充分暴露地下水條件。（2）放水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間為充分暴露水文地質(zhì)條件，初步確定本次放水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間為4d,并且放水量變化規(guī)律（單向變化）、變化幅度的穩(wěn)定時(shí)間不少于24小時(shí)，最大降深點(diǎn)水位（壓）變化規(guī)律、變化幅度的穩(wěn)定時(shí)間不少于24小時(shí)，如果放水量、水位（壓）變化規(guī)律、變化幅度達(dá)不到要求時(shí)，放水延續(xù)時(shí)間不少于6d。（3）觀測(cè)要求1）正式放水試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)按1、2、3、4

10、、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min的時(shí)間順序觀測(cè)，以后每隔30min觀測(cè)一次，直至放水試驗(yàn)結(jié)束。2）放水試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如放水中斷，而中斷前放水已超過(guò)6小時(shí)，且中斷時(shí)間不超過(guò)1小時(shí)，則中斷前的放水時(shí)間仍可計(jì)入延續(xù)時(shí)間內(nèi)，否則一律作廢。在中斷放水時(shí)間內(nèi)，應(yīng)按觀測(cè)穩(wěn)定（靜止）水位的要求觀測(cè)水位（壓），直到重新放水為止。3）放水前及放水過(guò)程中，要求經(jīng)常檢查校正觀測(cè)、測(cè)量的儀器、儀表，發(fā)現(xiàn)誤差及時(shí)修正。4）水溫、氣溫測(cè)量，在放水過(guò)程中每隔2小時(shí)同時(shí)觀測(cè)一次，其精度要求為0.5C。要求與流量、水位（壓）同時(shí)觀測(cè)。5）放水過(guò)程中要加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有

11、害氣體檢測(cè)次數(shù)或設(shè)瓦斯警報(bào)器。（4）水樣要求在放水試驗(yàn)結(jié)束前按規(guī)范要求采取全分析樣。3、穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)水位（壓）和流量變化要求由于本次放水試驗(yàn)難以形成穩(wěn)定的降落漏斗，放水量和水位降深也難以穩(wěn)定，因此，達(dá)到穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)為:（1）放水孔水位（壓）呈單向變化，且變化規(guī)律明顯，變化幅度基本穩(wěn)定；（2）放水量變化幅度呈單向變化，且變化規(guī)律明顯，變化幅度穩(wěn)定。4、靜止水位（壓）和恢復(fù)水位觀測(cè)要求正式放水前和正式放水結(jié)束后，放水孔和觀測(cè)孔均要求進(jìn)行靜止水位（壓）和恢復(fù)水位（壓）觀測(cè)。1）放水試驗(yàn)結(jié)束后，放水孔恢復(fù)水位（壓）觀測(cè)時(shí)間按1、2、3、4、6、6、8、10、15、20、25、30min的時(shí)間順序觀測(cè)，以后

12、每隔30min觀測(cè)一次，直至水位恢復(fù)放水前各觀測(cè)孔水位變化規(guī)律、變化幅度，每隔30min觀測(cè)一次，直至達(dá)到恢復(fù)水位（壓）要求。2）放水試驗(yàn)前后的靜止水位（壓）觀測(cè)，每30min觀測(cè)一次。靜止水位（壓）和恢復(fù)水位（壓），符合下列條件之一方可停止觀測(cè)：a、井下壓力表觀測(cè)連續(xù)4h指針不動(dòng)；b、水位（壓）呈單向變化，井下壓力表連續(xù)4小時(shí)基本不動(dòng)；c、水位（壓）呈鋸齒狀變化，井下壓力表微動(dòng)；d、達(dá)不到上述要求時(shí)，要求水位（壓）、水量變化變化趨勢(shì)一致，變化規(guī)律明顯，變化幅度穩(wěn)定，觀測(cè)時(shí)間不少于72h,并確定其變化規(guī)律、變化幅度。5、流量觀測(cè)方法（1）要求流量觀測(cè)與水位觀測(cè)在同一時(shí)間進(jìn)行；（2）要求采用管道

13、流量計(jì)法觀測(cè)。（四）放水試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程與取樣1、試驗(yàn)性放水實(shí)施過(guò)程正式放水之前進(jìn)行試驗(yàn)放水。同時(shí)打開(kāi)所有放水孔閥門(mén)，試放時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。并做好各項(xiàng)記錄。試驗(yàn)放水目的是：檢查排放系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)和觀測(cè)儀表使用是否正常，放水試驗(yàn)組織、調(diào)度是否有效，觀測(cè)人員是否掌握觀測(cè)要求，以便及時(shí)調(diào)整與糾正，確保正式放水能夠順利進(jìn)行。初步查明放水水量與水壓、水位變化之間的關(guān)系，確定正式放水試驗(yàn)水量大小，并預(yù)計(jì)放水試驗(yàn)效果。確定放水孔的最大放水量，為正式放水時(shí)確定參數(shù)。排除水中過(guò)多的雜物，以免損傷水表。2、正式放水試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程（1）初始水位的統(tǒng)測(cè)在正式放水前，對(duì)參與試驗(yàn)的放水孔進(jìn)行一次初始水位（靜水位）的統(tǒng)測(cè)，以便為確定初

14、始水位和流場(chǎng)特征提供基礎(chǔ)資料。（2）正式放水試驗(yàn)的情況在統(tǒng)測(cè)初始水位及各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就緒后，即開(kāi)始作正式放水試驗(yàn)。放水試驗(yàn)開(kāi)始于2017年12月6日9時(shí)，至2017年12月10日13時(shí)結(jié)束，歷時(shí)100小時(shí)（4天零4小時(shí)），放水孔流量（水壓）的觀測(cè)，按設(shè)計(jì)的觀測(cè)時(shí)間間隔進(jìn)行了如實(shí)觀測(cè)，其流量與水位變化的延續(xù)時(shí)間與相對(duì)穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間，符合相關(guān)規(guī)程要求。放水停止后，立即進(jìn)行恢復(fù)水位觀測(cè)，其后轉(zhuǎn)入常規(guī)觀測(cè)。3、水樣采取水樣要求在放水試驗(yàn)結(jié)束前按規(guī)范要求采取一個(gè)全分析樣（五）放水試驗(yàn)參數(shù)計(jì)算根據(jù)放水試驗(yàn)觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)顯示，放水實(shí)驗(yàn)前，壓力表穩(wěn)定壓力為0.92Mpa,由lMpa=101.97m可知，水位標(biāo)高為9

15、3.81m;根據(jù)觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，自2017年12月6日18時(shí)30分開(kāi)始，直至2017年12月9日7時(shí)，放水流量穩(wěn)定在0.22L/S,穩(wěn)定時(shí)間60.5h,穩(wěn)定期對(duì)應(yīng)壓力幾乎為零，放水試驗(yàn)累計(jì)放水58.90m，根據(jù)放水孔終孔結(jié)構(gòu)可知，出水段孔徑為094mm的裸孔，段長(zhǎng)113m;根據(jù)鉆孔揭露地層可知，奧陶系中統(tǒng)峰峰組揭露厚度為152.50m;經(jīng)計(jì)算可知該含水層的單位涌水量為0.0023L/S.m,滲透系數(shù)為0.0014m/d,影響半徑35.06m,導(dǎo)水系數(shù)0.21m?/d。根據(jù)含水層富水性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，q三0.1L/S.m的為弱富水性含水層。六、取樣測(cè)試結(jié)果本鉆孔樣品的采集工作，根據(jù)施工目的及任務(wù)

16、要求，采樣種類(lèi)包括15號(hào)煤層煤芯煤樣、煤層巖石力學(xué)樣、瓦斯煤樣、水樣等。1、煤芯煤樣根據(jù)要求，在15號(hào)煤層采取煤芯煤樣。2、煤層巖石力學(xué)樣在15號(hào)煤層采取煤層巖石力學(xué)樣兩組3、瓦斯煤樣根據(jù)煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范要求，在15號(hào)煤層采取煤層的瓦斯煤樣，以便準(zhǔn)確劃分主要可采煤層的二氧化碳氮?dú)鈳?、氮?dú)庹託鈳c沼氣帶的-10-分界。4、水樣在放水試驗(yàn)結(jié)束前按規(guī)范要求取一個(gè)水樣送驗(yàn)。5、煤層底板力學(xué)樣對(duì)15號(hào)煤層底板進(jìn)行連續(xù)取芯，測(cè)試其重度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)，為計(jì)算安全隔水層厚度提供數(shù)據(jù)支撐，共取樣2組。各取樣分析結(jié)果見(jiàn)下圖：(1)瓦斯試驗(yàn)報(bào)告表戰(zhàn)食逮程茁新含埼OLGJCFHCO21笑樣匕立囁失量*噢瓦斯量值

17、71制tf珀/W弋比斯攝0+KQ(J.Ot瓦總斷辟后加氣瓦斯北0,310,0：口國(guó)品斯含量總計(jì)L品iim1L窗1糊|曲貌氣篇所成分CHW7,U4?002=0.46%K2=RuO*/XIn分析Yd心ItJt：tSt.mX爆耳噌值Ci士切(C)irf燃質(zhì)設(shè)?W1J5,16)事注IUF空白-11-(2)水質(zhì)檢測(cè)檢窩批號(hào)：F1劉，很代編號(hào)新收村日期2617/32/1-送祥編號(hào)：WY-SUm檢漓溫弓RUIHMII檢測(cè)日期2017/12/1H2U17/I2/22個(gè)“芯林1西4：A發(fā)展油LSI4認(rèn)A；3例1搐個(gè)I期2(H7J2.*3m子期高于分析項(xiàng)目B0，日*)，LFL1)1Ix(一B)，inmisIL。X

18、(H,)/工陽(yáng)分析項(xiàng)目Bp廿，/“泊”(mm&lL-1)xC-B“MK8.(3-10.221.12rc80.602.49913.05Sa1M,104.52823.01rso/n365.007.59939+68Ca廿134,206.6973403皿546.438.955JiE一戶(hù)46,rom/*99.918.22241.78互0,000.000d00IFe0.150.0080.04幅6.060.0S80.51iF0.090.0030.02NO；0.000.000陽(yáng),0.000,0000.00OH0,000.0000,00合計(jì)347.0919.679100合計(jì)lOOfi.Oy19.151wnfY1

19、uRw分析項(xiàng)目B口J/,mgLvi)分析項(xiàng)目BPIB)/(rrtgL物理性質(zhì)備注急哽受746.5修可溶性SiO?氣味無(wú)里樣型堂If時(shí)城度44s.i6沼解性總固體1071口麻無(wú)取樣孔位-永大螳度298.42礦化施1353.1H也Ft周*民F飛器伊匠堡0.CM)酒得4匕fwqini)2.8取得人箋舞近1花酸哽木渥ft】送杵父輕E|息慷度44禮】柿mi)捶樣pH7.1I(3)巖石力學(xué)物理試驗(yàn)報(bào)告(4)巖石力學(xué)物理試驗(yàn)報(bào)告-12-(5)煤炭試驗(yàn)參數(shù)(編號(hào)15-1,煤層15#,采取率90%,取樣深度32.2-38m)項(xiàng)目水分Mad%灰份Ad%揮發(fā)份Vd%Vdaf%焦渣特性固定碳FCd全硫份Std%硫鐵礦Ssd%硫酸鹽Ssd%有機(jī)硫Sod%磷Pd%岸H悻現(xiàn)0.58_0l4638,S亂62LL3010.S315.B7：L4：Jy2祖g神.05騫ML12LiHb010.020,01OgTwa；d町的Qgr,dQgr,dafRJ/kQnct,MMJ/ka瞅如7%WldELf%班da5Odaf-Sda量IdtSJE3d%版說(shuō)3172