红丫口煤矿zk3-3钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨_勘察技术与工程毕业论文(编辑修改稿)

红丫口煤矿zk3-3钻探施工设计暨s75绳钻接手易损情况探讨_勘察技术与工程毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

本区主体段无大的河流、库塘等地表水体，但季节性溪沟较发育，溪沟水受大气降雨控制，具有涨落迅速之特点。 撒召 小溪发育于矿区北部，向南流至撒召乡政府北部老祖坟坡附近潜流入地下，以暗流形式注入牛街河。 牛街河 (又名非格河 )，发源于矿区北约 11km 的鸭格塘，蜿蜒向南迳流，于矿区东北侧附近折向东流入南盘江支流，属珠江水系。 本区属亚热带高原型暖湿气候，每年 12 月至次年 2 月为霜冻期， 5~9 月份为雨季，尤其以 7 月降雨量最大，约占全年降雨量的 40%，全年平均降雨量为1169mm，日最大降雨量为。 全年蒸发量为 ，年最高气温 ℃，最低气温 6℃，年平均气温 15℃。 气候特点归纳为：冬春干旱，气候干燥，夏季多雨湿润，且冬寒夏温，春暖秋凉。 每年 12 月至次年 5 月为旱季，多风，主导风向为西南风 ,最大风速达 7 级 (风速为 15m/秒 )。 、地 震 据中国地震动参数区划图 (GB1830620xx)及《建筑抗震设 计规范》(GB5001120xx)，本区 (属罗平县 )地震动峰值加速度为 ，地震动反应谱特成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 6 征周期为 ，本区抗震设防烈度为Ⅵ度，属无震害区。 、经济状况 本区所在的罗平县系滇东主要农产区之一，粮食作物以水稻为主，次为玉米、洋芋、荞麦等；经济作物主要为烤烟。 区内居住着汉、彝两个民族，大型工矿企业较少，地方经济条件相对较差，但旅游资源较丰富，旅游业较发达。 居民收入以务农为主，次为外出务工。 矿区地层情况及水文地质条件 地层情况 （ 1） 第四、三系（ Q+N） 上部浅黄色、浅褐色黄土，下部紫红色弱粘土，底部有卵砾石层。 （ 2） 洛河组（ K1L） 岩性为紫红色、棕红色 中 ～粗粒长石砂岩，中夹 3～ 5 层中厚层状杂色粗砾岩层及薄层棕色砂质泥岩。 砂岩成分主要为石英、长石，次棱角～次圆状，分选一般，钙泥质胶结，具大型板状交错层理，局部含有粗砾岩块 夹 中厚层状 和透镜状粗砾岩，上部层段有砂砾岩存在，中下部夹有砾岩层。 （ 3） 宜君组（ K1y） 岩性为杂色巨厚层状粗砾岩，夹粗砂岩透镜体。 砾石成分主要为花岗岩、变质岩块次为石英岩块。 砾径一般 5～ 15cm，最大 25cm 以上，次棱角 次圆状，分选差，基底式或孔隙式胶结，致密坚硬。 与下侏罗统安定组假整合接触。 （ 4） 安定组（ J2a） 为棕红色、紫红色砂质泥岩，夹薄层紫灰色、灰绿色中～粗粒砂岩，底部为1～ 3 米含砾粗岩。 砂岩成熟度低， 以 长石杂砂岩为主，次为长石石英杂砂岩，次棱角状，分选差，钙泥质胶结，块状。 泥岩含砂量高，并含钙质结核。 （ 5） 直罗组（ J2z） 成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 7 上部紫红色、灰绿色、紫灰色泥岩及砂质泥岩，夹灰绿色、灰紫色中粗粒砂岩，含黄铁矿结核；下部以灰绿色，灰白色砂岩为主，底部为灰白色含砾粗砂岩，分选差，泥质胶结，砾石成分以石英岩 块为主，砾径 15cm。 与下伏延安组假整合接触。 （ 6） 延安组（ J2y） 延安组为含煤地层，井田内无出露。 其岩性以河沼相砂泥岩沉积为主，含煤5 层，底部 4 煤为主要可采煤层。 延安组 下 部为铝质泥岩、褐灰色泥岩、砂质泥岩 、 4煤 及 41 煤；中部为灰色中 ～ 粗粒砂岩，粉砂岩及薄层泥岩，底含细砾，含 1～ 2 层薄煤或煤线；上部为灰色砂泥岩互层，含 （ 1） 2号煤。 与富县组或三叠系胡家村组假整合接触。 （ 7） 富县组（ J1f） 岩性为灰色、紫灰色泥岩，与下伏地层假整合接触。 （ 8） 胡家村组（ T3h） 岩性为灰绿色、灰白色粉细砂岩夹灰色、灰黑色泥岩。 水文地质条件 （ 1） 第四系更新统砂黄土孔隙 ～ 裂隙潜水含水层与砂粘土隔水层 遍布黄土塬梁地带，各沟谷中均有出露，包括上更新统马兰组（ Q3）、中更新统离石组（ Q2）及下更新统午城组（ Q1），总厚 175m。 马兰组一般厚 15m，为浅灰黄色粉土，结构疏松，大孔隙及垂直节理发育，透水而含水微弱。 离石组一般厚 130m 左右，含水层主要由砂黄土、黄土及古土壤层组成，地下水位埋深 ～ 85m，含水层厚度 ～ ，单位涌水量 ～178。 m ，属富水性弱的含水层。 水质类型一般为 HCO3Ca178。 Na 及HCO3Mg178。 Na178。 Ca 型，矿化度小于 ，水温 14～ 15℃。 成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 8 午城组厚约 30m，以深黄褐色砂质粘土为主，较致密，具隔水性。 （ 2） 第三系红土隔水层段与砂卵砾石孔隙潜水含水层段 厚度 80m。 上部以棕褐色粘土、砂质粘土为主，厚约 60m，系良好的隔水层。 下部主要为浅棕褐色～浅灰褐色半固结砂卵砾石，厚约 20m，出露泉流量 ～，一般 ～ ，富水性弱而含水不均一。 水质 类型 HCO3Na178。 Mg 、HCO3Mg178。 Na178。 Ca，矿化度 ～ ，水温 7～ 18℃。 （ 3） 下白垩统洛河组孔隙～裂隙承压含水岩组（ K1l） 棕红色中、粗粒砂岩夹薄层泥岩及薄层棕灰色砾岩，厚度 281m。 钻孔抽水试验结果：单位涌水量 178。 m，渗透系数 ，为富水性中等的含水岩组。 水质为 HCO3178。 Cl178。 SO4─Na 型，矿化度 g/l。 （ 4） 下白垩统宜君组孔隙～裂隙承压含水层（ K1y） 棕红色～紫灰色块状巨砾岩，厚度 40m 左右。 据钻孔对该含水层进行抽水试验：单位 涌水量 ～ 178。 m，渗透系数 ～ ，为富水性微弱的含水岩层，水质为 Cl178。 SO4─Na 型。 矿化度 ～。 （ 5） 中侏罗统安定组相对隔水层（ J2a） 岩性以棕红色、紫灰色泥岩、砂质泥岩及中、粗粒砂岩组成，厚度 60m，砂岩裂隙不发育，可视为相对隔水层。 （ 6） 中侏罗统直罗组裂隙承压含水岩组（ J2z） 岩性为浅灰绿色中～粗粒长石石英砂岩，夹灰绿色泥岩、砂质泥岩。 上部泥岩、砂质泥岩具隔水性。 下部中～粗粒砂岩 为 含水层，据钻孔抽水试验：单位涌水量 ～ 178。 m ，富水性极弱，水质类型 SO4Na及 ClNa 型 ，矿化度 ～ ，水温 17～ 20℃。 （ 7） 中侏罗统延安组裂隙承压含水岩组（ J2y） 地层 厚 度一般 90m。 含水层 主要 由 4号 煤 层 及其老顶中粗粒砂岩、砂砾岩组成， 矿 区中东部较厚，达 50～ 60m，其它地区较薄，一般 10～ 30m。 据钻孔抽水成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 9 试验：单位涌水量 ～ l/s178。 m ，富水性 微弱而 不均一，水质类型以 SO4178。 Cl Na型为主， SO4Na型次之，矿化 度 ～ ，水温 16～ 19℃。 工程施工要求 [4] 本孔为井筒检查孔，除对钻孔质量的一般要求外，此孔还要做全井数字测井，分层抽水实验等。 （ 1） 该孔 需要 钻遇地层及煤层： Q+N： 268m； K1l： ； k1y： ；J2a： ； J2z： ； J2y： ： J1f： 10m。 1 煤层深度： ，厚 ； 2 煤层深度： 680681m，厚 1m； 3 煤层深度： ，厚 ；4 煤层深度： 738742m，厚 4m； 41煤层深度： ，厚 ； （ 2） 要求准确判定地层单位，划分出各地层组之间的分界线； （ 3） 准确判定煤厚≥ 米的可采煤层的深度、厚度及结构 ； （ 4） 准确测定钻孔的初见水位及近似稳定水位 ； （ 5） 该孔参加质量验收的煤层预计有 41号煤层，共 5 层 ； 成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 10 图 24 红丫口 ZK33 地层柱状图 [4] （ 6） 取芯要求：宜君组（ K1y）地层及洛河组（ K1L）中的砾岩夹层采取率≥30%，其余非煤系地层及煤系地层采取率≥ 70%。 煤层长度采取率≥ 90%，重量采取率≥ 75%。 岩芯、煤芯必须清洗干净，顺序摆放，不同煤岩类型的煤层段划分和详细描述。 详细描述岩石的工程地质特征并统计和计算地层的 RQD 值 ； 成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 11 （ 7） 终孔层位为延安组下 10米； （ 8） 见煤前（或止煤后） 10 米范围内准确丈量钻具，其余地段 100 米丈量一次。 见基岩及终孔各丈量一次，误差不超过 %，若超差，需合理平差； （ 9） 按规程认真观测冲洗液消耗量；下钻前和提钻后作好回次水位观测。 钻机停钻，必须每隔一小时观测 水位一次，直到重新钻进为止（若含水层裂隙发育，水位恢复快，需连续观测，连续观测三小时水位不动，则可停止观测）。 消耗量和回次水位观测次数分别达到应测次数的 80%，且点要分布均匀。 钻进过程中遇到涌、漏水，认真记录、描述涌、漏水深度、层位、岩石裂隙发育程度，涌、漏水时需及时通知水文人员； （ 10） 对第四、三系（ 1 层次）、洛河组（ 1 层次）、延安组（ 1 层次）地层进行共 3 层次抽水试验。 要求低固相泥浆钻进，工艺严格按施工设计执行。 每层次在抽水结束时采取水样各 2个； （ 11） 要采集岩石力学样品，岩石样品直径≥ 75mm， 土样 直径 ≥ 95mm。 地质人员专人采样，煤系地层岩性变化即要采样，≥ 5米的岩层要增采样品组，每组样长合计大于 米。 采取煤芯力学样。 该孔要采取瓦斯样 2个，以推测该区的瓦斯含量； （ 12） 钻孔终孔层位孔斜度≤ 8176。 ； （ 13） 除正常测井外，该孔须进行声速测井、近似稳态测温工作。 对洛河组以下要进行流量测井工作； （ 14） 该孔必须按封孔设计要求进行封孔，封孔后，必须提取砂浆样检查，埋石造标，并注明孔号； 工程施工要求 本孔为探煤钻孔，主探 C C5煤层，兼探局部可采煤层 ,按甲级孔标准要求如下： 成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 12 一、煤层：煤芯长度采取率 ≥90 ％，煤芯送样重量采取率 ≥75 ％ ,煤层结构清楚，煤芯不污染、不燃烧变质、不混入杂物，顶末、底初回次的岩煤芯总缺失量＜ ，钻探确定的煤层厚度与测井资料比较，两者误差＜ ，并作好判层记录。 二、岩芯：全孔取芯，非煤系地层岩芯采取率 ≥60 ％，煤系地层岩芯采取率 ≥70 ％，岩芯要求清洗干净，按顺序编号、贴票，进行地质及工程地质编录。 要求全孔岩芯装箱妥善保存。 三、终孔层位：钻孔揭穿 F1断层，进入永宁镇组（ T/2g2/） 15m后，方可终孔；若未遇 F1断层，则需揭穿煤系地层，进入峨眉山玄武岩组（ P2β ） 15m后，方可终孔。 四、孔斜：本孔设计为直孔，终孔斜度 ≤15176。 五、孔深：开孔以后，每钻进 100m及在煤层顶板以上或底板以下 10m范围内准确丈量钻具，误差不得大 ％，且合理平差。 六、钻孔封闭：按封孔设计和钻探规程进行钻孔封闭，并采取砂浆样检查，井口埋设永久性标志，提出封孔报告。 七、原始资料：各项原始资料均按规定的格式和要求填写，做到及时、准确、清楚、完整。 八、采样：采取煤层煤芯煤样、瓦斯岩、夹矸样、煤 层顶板及底板物理力学试验样、煤层底部黄铁矿样等。 九、水文地质： （一）钻至基岩后，下好井口管，进行止水检查 2小时，要求每小时水位差 ≤40mm。 若钻进过程中发现止水失效，应重新进行止水，检查合格后，方能继续钻进，并作好记录。 全孔要求做回次水位和消耗量观测，应分别达到应观测次数的 100%。 （二）观测钻进中回次水位和冲洗液消耗量的变化，按《煤矿床水文地质、成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 13 工程地质及环境地质勘查评价标准》执行。 深水位的回次水位观测按以下执行： （三）观测和详细记录钻进中涌、漏水、掉块、塌孔、缩径、逸气、涌砂 、掉钻等现象发生的井深和层位。 （四）对全孔岩芯作裂隙鉴定。 （五）因故停钻 2小时以上，要求每小时观测一次停钻水位。 十、测井：全孔进行常规测井。 第三章 钻探施工设计 钻孔结构及施工措施 钻孔结构设计及开孔 本孔设计开孔直径应不小于 130mm，根据地层岩性硬度换径，至完整基岩后，换径为 75mm至终孔。 开孔前，各责任单位和部门对地基、钻塔、机械设备的安装、安全设施、水源循环系统、排水沟、活动工作台、开孔材料准备等进行全面检查。 要求钻塔、机器、机台架安装水平、稳固，天车、立轴、孔口三点一线。 开孔后，开孔管必须从 、 、 、。 其中换径管不短于 3m。 钻至 5m后方能取消导向，并牢固下好井口管，做止水检查，成都理工大学 20xx 届本科毕业设计（论文） 14 作好检查记录。 钻进 510m测量一次天顶角为 0度时方能继续钻进，不合格者要及时采取措施纠正。 钻探设备和器材 钻机选择 （ 1） 钻进能力参数选择 ①钻杆直径 土层取芯钻孔直径为Φ 148mm，岩层取芯钻孔直径 不等 ，第一级钻孔最大直径为Φ 150mm，钻杆直径应小于 Φ 127mm，但不能过小，否则会使间隙过大，产生钻杆弯曲严重，泥浆上返困难等问题；孔深为 780m，考虑到钻孔较深，立根长度应尽可能长，但也要保证立根立放不能过度弯曲，那钻杆至少需选择Φ。