奥灰水文孔施工总结

1、山西煤炭运销集团左权盘城岭煤业有限公司奥灰水位观测孔施工总结报告中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院二0一八年三月组织施工单位：中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院施工 钻机：奥灰水位观测孔号钻机编写人员：项目经理：（签字）技术负责：（签字）一、概况由于盘城岭煤矿井田东部至西部突水系数逐渐增加,但待开采区域奥灰水位、富水性等数据资料是根据井田内P-1 号水文孔及区域奥灰水位推测而得，精度控制不够；并且，矿井后续计划在150103 工作面本溪组隔水层之上布置瓦斯抽采巷，也急需取得奥灰水位、富水性等数据对奥灰岩溶水带压开采安全性进行重新评价，从而指导后续巷道开拓及瓦斯抽采巷布置

2、。因此，决定在井下一采区合适地段部署水文孔，并留作奥灰长观孔，通过钻探、单孔放水试验、相应采样测试、动态观测的基础上，进一步查明奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层厚度、裂隙发育程度和规律、水位、富水性等水文地质参数，并进行长期水位观测，为矿井采掘规划和安全生产提供依据。该孔于2017 年 11月 13 日开孔， 2017年 12月 10 日完成钻探及相应的放水试验等工作，共完成钻探进尺210m,终孔层位为奥陶系峰峰组底部。二、地质技术要求1 、岩芯采取率：钻孔采用分段取芯，15号煤层及其底板为取芯段，要求取芯段正常段岩芯长度采取率大于70%，破碎段岩芯长度采取率大于50%，取芯时，应保持岩芯完整，岩芯取

3、出后要妥善保管，岩芯要洗净，必须按顺序编号，装箱、照相，并按规范要求描述岩芯岩性，结构构造、岩石的胶结情况、含水层的裂隙发育情况，裂隙充填情况等，特别断层带的岩性要详细描述，钻孔终孔后按规定统一处理。2钻具丈量：见基岩面、每钻进100m、换径、终孔均需丈量钻具，丈量结果若误差超过0.15%时，要进行合理平差。3、孔斜：施工前要制定钻孔防斜措施，并认真执行，钻孔每钻选0m测斜一 次，钻探施工过程中严格按照有关要求做好钻探原始记录工作。4、放水试验：本次放水试验的主要目的是最大程度地揭示本区奥陶系峰峰组含水层水文地质条件，因此本次只进行一次最大降深放水试验，充分暴露地下水条件。5、原始记录：原始记

4、录要规范、整洁、内容齐全准确。地质员应在7 天内整理、装订成册。三、钻探施工(一)施工方法和顺序1、钻孔结构：一级孔径 133mm,钻进至15号煤层底板，约26m,下入 127X 5mm 套管，管外用水泥全封闭，封48 小时后进行耐压试验，耐压试验压力不低于5MPa,持续时间不少于30分钟；二级孔径 113mm钻进至02f顶部下1m, 约71m,下入 108X5mmt管至孔口，管外用水泥全封闭，封 48小时后进 行耐压试验，耐压试验压力不低于 5MPa,持续时间不少于30分钟；三级孔 径直径为 94mm,钻进至02s层位10米后终孔，孔深约210米。2、钻进方法(1) 一开：首先采用133无芯

5、钻头钻进，根据情况钻进至15号煤层顶 板上3m,约为17m,取芯钻至15号煤层底板，然后用 133牙轮钻头扩孔， 下入 中127X 5mmt管，管外用水泥全封闭，封 48小时后进行耐压试验，耐 压试验压力不低于5MPa,持续时间不少于30分钟。(2)二开：首先采用89取芯钻头钻进，取芯钻至15号煤层底板下10m, 深度为37m,然后用 113牙轮钻头扩孔钻进至 02f顶部，约71m,下入 108 x 5m套管，管外用水泥全封闭，封48小时后进行耐压试验，耐压试验 压力不低于5MPa,持续时间不少于30分钟，随后在套管口安装闸阀，孔口闸阀包括防喷逆止阀、止水闸阀等装置。（3）三开：采用 94mm

6、钻头无芯钻进至02s层位10m后终孔，孔深约 210 米，随后进行放水试验后孔口安装水位自动观测仪。（二）钻探成孔后，取得各类岩石及煤样参数后，安装完毕井口水位自动观测仪，合理进行观测人员配置后，然后按规程进行放水试验。（三）冲洗液的使用根据钻孔性质和施工情况，全孔采用清水作冲洗液。（四）设备选用使用SGZ-HIA井下钻机1台，钻机动力装置为18.5Kw电动机，最大钻进 深度为300m,使用60mm占杆及各种配套钻头等钻具，放水试验需选用高精 度压力表（达到0.01MPa）、流量观测仪，水位观测选用水位自动观测仪等。 四、地层该孔穿过地层依次为石炭系上统太原组、石炭系中统本溪组以及奥陶系中统峰

7、峰组，以下按地层顺序自上而下简述如下:（一）石炭系上统太原组（C3 t）:本次揭露厚度3 8 m,主要由砂岩、 砂质泥岩和煤层组成。（二）石炭系中统本溪组（C2 b ）:本次揭露厚度为19. 5 m,本段主要以泥岩及砂质泥岩岩为主。（三）奥陶系中统峰峰组（。2 f ）:本次揭露厚度为1 5 2. 5 m,本段主要为灰色和深灰色石灰岩层。五、放水试验（一）放水试验的目的本次井下放水试验的目的是为充分揭示奥陶系灰岩峰峰组岩溶裂隙含水层水文地质条件，获取水文地质参数，为矿井采掘规划及后续报告编制提供依据。（二）放水试验前的准备工作为确保井下安全和放水试验顺利进行，放水试验前应做好如下准备工作：1、井

8、下放水孔孔口安装耐压能力大于 5MPa的防水阀门，放水孔要安装高精度压力表（达到0.01MPa） 及流量观测仪或观测堰。放水试验前必须统一检测仪器、仪表及观测设施，确定完好、灵敏；2、检查排水设施供电线路是否完好安全，满足排水设备供电安全要求；3、检查排水设备、排水管路、排水渠道能力是否满足排水要求，排水设备是否完好，排水管路是否密封通畅，水仓、水沟是符合要求；4、准备好放水试验记录、资料分析整理所需的各种材料、记录表等；5、放水试验前对参与放水试验的人员统一进行放水试验技术要求及安全注意事项培训。（三）放水试验及技术要求1、试验放水为进一步准确确定放水试验最大放水量，检测放水试验孔、放水试验

9、仪器仪表及疏排水设备、管路、沟渠、电路等设备、设施运转正常，观测仪器、仪表、测量器具、通讯正常可靠，精度满足放水试验要求，能保障放水试验及井下安全，正式放水试验前必须进行试放水。试放时间不超过2 小时，并做好各项记录。2、正式放水试验（1 ）放水降次本次放水试验的主要目的是最大程度地揭示本区奥陶系峰峰组含水层水文地质条件，因此本次只进行一次最大降深放水试验，充分暴露地下水条件。（2 ）放水试验延续时间为充分暴露水文地质条件，初步确定本次放水试验延续时间为4d,并且放水量变化规律（单向变化）、变化幅度的稳定时间不少于24 小时，最大降深点水位 （压） 变化规律、变化幅度的稳定时间不少于24 小时

10、，如果放水量、水位（压）变化规律、变化幅度达不到要求时，放水延续时间不少于6d。（3 ）观测要求1）正式放水试验开始时按1、 2、 3、 4、 6、 8、 10、 15、 20、 25、 30、 40、50、 60、 80、 100、 120min 的时间顺序观测，以后每隔30min 观测一次，直至放水试验结束。2）放水试验应连续进行。如放水中断，而中断前放水已超过6 小时，且中断时间不超过1 小时，则中断前的放水时间仍可计入延续时间内，否则一律作废。 在中断放水时间内，应按观测稳定（静止） 水位的要求观测水位（压），直到重新放水为止。3）放水前及放水过程中，要求经常检查校正观测、测量的仪器、

11、仪表，发现误差及时修正。4）水温、气温测量，在放水过程中每隔2 小时同时观测一次，其精度要求为0.5。要求与流量、水位（压）同时观测。5）放水过程中要加强放水地点的通风，增加有害气体检测次数或设瓦斯警报器。（4 ）水样要求在放水试验结束前按规范要求采取全分析样。3、稳定时间内水位（压）和流量变化要求由于本次放水试验难以形成稳定的降落漏斗，放水量和水位降深也难以稳定，因此，达到稳定的标准为：（1）放水孔水位（压）呈单向变化，且变化规律明显，变化幅度基本稳定；（2）放水量变化幅度呈单向变化，且变化规律明显，变化幅度稳定。4、静止水位（压）和恢复水位观测要求正式放水前和正式放水结束后，放水孔和观测孔

12、均要求进行静止水位（压）和恢复水位（压）观测。1 ）放水试验结束后，放水孔恢复水位（压）观测时间按 1、2、3、4、6、6 、 8、 10、 15、 20、 25、 30min 的时间顺序观测，以后每隔30min 观测一次，直至水位恢复放水前各观测孔水位变化规律、变化幅度，每隔30min 观测一次，直至达到恢复水位（压）要求。2）放水试验前后的静止水位（压）观测，每 30min观测一次。静止水位（压）和恢复水位（压），符合下列条件之一方可停止观测：a、井下压力表观测连续4h指针不动；b、水位（压）呈单向变化，井下压力表连续 4小时基本不动；c、水位（压）呈锯齿状变化，井下压力表微动；d、达不到

13、上述要求时，要求水位（压）、水量变化变化趋势一致，变化 规律明显，变化幅度稳定，观测时间不少于 72h,并确定其变化规律、变化幅 度。5、流量观测方法（1 ）要求流量观测与水位观测在同一时间进行；（2）要求采用管道流量计法观测。（四）放水试验实施过程与取样-8 -1、试验性放水实施过程正式放水之前进行试验放水。同时打开所有放水孔阀门，试放时间不超过 2 小时。并做好各项记录。试验放水目的是:检查排放系统运转和观测仪表使用是否正常，放水试验组织、调度是否有效，观测人员是否掌握观测要求,以便及时调整与纠正,确保正式放水能够顺利进行。初步查明放水水量与水压、水位变化之间的关系，确定正式放水试验水量大

14、小，并预计放水试验效果。确定放水孔的最大放水量，为正式放水时确定参数。排除水中过多的杂物，以免损伤水表。2、正式放水试验实施过程（ 1）初始水位的统测在正式放水前，对参与试验的放水孔进行一次初始水位（静水位）的统测，以便为确定初始水位和流场特征提供基础资料。（ 2）正式放水试验的情况在统测初始水位及各项准备工作就绪后，即开始作正式放水试验。放水试验开始于 201 7年1 2月6日9时，至2 0 1 7年1 2月1 0日1 3时结束，历时1 0 0小时（4天零4小时），放水孔流量（水压）的观测，按设计 的观测时间间隔进行了如实观测，其流量与水位变化的延续时间与相对稳定延续时间，符合相关规程要求。

15、放水停止后，立即进行恢复水位观测，其后转入常规观测。水样要求在放水试验结束前按规范要求采取一个全分析样。（五）放水试验参数计算根据放水试验观测记录数据显示， 放水实验前，压力表稳定压力为0. 9 2Mpa,由lMpa=101. 97 m可知，水位标高为9 3. 8 1 m ;根 据观测试验数据显示，自2 0 1 7年1 2月6日1 8时3 0分开始，直至2 01 7年12月9日7时，放水流量稳定在0 . 2 2 L/ S ,稳定时间6 0.5 h ,稳定期对应压力几乎为零，放水试验累计放水5 8.9 0 m ，根据放水 孔终孔结构可知，出水段孔径为 0 9 4mm的裸孔，段长1 1 3 m ;

16、根据钻 孔揭露地层可知，奥陶系中统峰峰组揭露厚度为1 5 2. 5 0 m;经计算可 知该含水层的单位涌水量为0. 0023L/S. m,渗透系数为0.00 14m/d ,影响半径3 5 . 0 6 m,导水系数0. 2 1m ?/d。根据含水层富水性等级标准可知，q三0 . 1 L/S . m的为弱富水性 含水层。六、取样测试结果本钻孔样品的采集工作，根据施工目的及任务要求，采样种类包括15 号煤层煤芯煤样、煤层岩石力学样、瓦斯煤样、水样等。1、煤芯煤样根据要求，在15 号煤层采取煤芯煤样。2、煤层岩石力学样在 15 号煤层采取煤层岩石力学样两组3、瓦斯煤样根据煤、泥炭地质勘查规范要求，在1

17、5 号煤层采取煤层的瓦斯煤样，以便准确划分主要可采煤层的二氧化碳氮气带、氮气沼气带与沼气带的分界。4、水样在放水试验结束前按规范要求取一个水样送验。5、煤层底板力学样对15号煤层底板进行连续取芯，测试其重度、抗拉强度等指标，为计算安全隔水层厚度提供数据支撑，共取样 2组。各取样分析结果见下图：(1)瓦斯试验报告表战食逮程茁新含埼 OLGJC FHCO21笑样匕立嗫失量*噢瓦斯量值71制tf珀/W弋比斯摄0+ KQ(J.Ot瓦总断辟后加气瓦斯北0,310,0：口国品斯含量总计L品iim1L窗1糊|曲貌气篇所成分CHW7,U4 ?002= 0.46 %K2= RuO * / XI n 分 析Yd心

18、 ItJt： tSt. m X爆耳噌值Ci 士 切(C)irf 燃质 设?W 1J5,1 6)事注IU F空白(2)水质检测检窝批号：F "1刘，很代编号新收村日期2617/3 2/1-送祥编号：WY-SU m检漓温弓RUIHMII检测日期2017/12/1H2U17/I2/22个“芯林1西4： A发展油LSI4认A ；3例1搐个"I期 2(H7J2.*3m子期高于分析项目B0，日*)，L F L1)1 Ix©(一 B )， inmisIL。X( H, )/ 工阳分析项目Bp廿，/“泊” (mm&l L-1)xC-B£ “ MK8.(3-10.2

19、21.12r c80.602. 49913.05Sa1M, 104.52823.01r so/ n365.007. 59939+68Ca廿134,206.69734 03皿546. 438. 955Ji E 一户 46, rom/*99.918.22241.78互0,000. 000d 00 IFe0.150.0080.04幅6.060.0S80.51 iF0. 090. 0030.02NO；0.000. 000阳,0.000, 0000.00OH0,000.0000, 00合计347. 0919. 679100合计lOOfi.Oy19.151wnfY 1 'uRw分析项目B口 J /

20、 , mg Lvi)分析项目BPIB)/ (rrtgL'物理性质备注急哽受746.5修可溶性SiO?气味无里样型堂If时城度44s.i 6沼解性总固体1071口麻无取样孔位-永大螳度298. 42矿化施1353. 1H也Ft周*民F飞器伊匠堡0. CM)酒得4匕fwq ini)2.8取得人笺舞近 1花酸哽木渥ft】送杵父轻E |息慷度44礼】柿mi)捶样pH7.1I(3)岩石力学物理试验报告(4)岩石力学物理试验报告-12-(5)煤炭试验参数(编号15-1,煤层15#,采取率90%,取样深度32.2-38m)项目 水分Mad% 灰份Ad% 挥发份 Vd% Vdaf% 焦渣特性 固定碳FCd全硫份Std% 硫铁矿Ssd%硫酸盐Ssd%有机硫Sod%磷Pd%岸H 悻现0. 58_ 0l4638, S乱62LL3010. S315. B7：L 4：Jy2祖g®神.05骞M L12LiH b010.020,01OgTw a；d町的Qgr, d MJ/kjQgr, daf RJ/k«Qnct,M MJ/ka瞅如7%WldELf %班da5Odaf-Sda量Id tSJE3®>d %版说31724.5131.43左提 -叫4331.贸34.93S