协庄煤矿检查钻孔地质报告

协庄煤矿检查钻孔地质报告新汶矿业集团协庄煤矿副井井筒检查钻孔地质报告新汶矿业集团地质勘探有限责任公司2011年9月20日编制单位:新矿集团地质勘探有限责任公司经理:王恒强总工程师:赵兰春报告编写:高祥川制图:高祥川、和小惠、郁艳萍、王金贵、宁尚提审核:李经海目录一、概检查孔主要技术要求 1二、1三、施工组织 3四、勘探任务完成情况及评价 3五、地质 8六、水文地质 9七、工程地质 17八、结论及建议 25附图:1、检查孔布置图2、检查孔钻孔柱状图3、检查孔抽水试验成果图附表:1、检查孔井斜测量成果表2、检查孔地温测量成果表3、检查孔孔斜换算表4、检查孔综合确定成果表5、检查孔质量验收表6、检查孔水质检测报告7、煤质、瓦斯检测报告8、检查孔岩石物理力学性质试验报告一、概况协庄煤矿于1962年12月正式投产，生产能力120万吨/年，1989年开始改扩建扩建后生产能力180万吨/年。2009年核定矿井生产能力200万吨/年。为满足协庄煤矿生产需求，新汶矿业集团设计研究院于2010年9月提出了《新汶矿业集团协庄煤矿副井井筒检查钻孔设计说明及技术要求》，作为检查钻孔设计编制和工程施工的依据。2010年10月26日集团公司组织有关专家对地质勘探公司编制的《新汶矿业集团协庄煤矿副井井筒检查钻孔施工组织设计》进行了审查。2010年10月地质勘探公司根据集团公司审查批准的《施工组织设计》进行了井检孔的施工。2010年10月28日至2011年9月5日完成了副井检查孔的野外施工，完成钻探工程量1108.18m。根据钻探、测井、抽水试验获取的地质、水文地质资料及岩样测试等资料编制了本报告。二、检查孔主要技术要求(一)检查孔的位置、深度1、根据《检查钻孔施工技术要求》，井检孔的坐标、终孔深度如下:井筒及检查钻孔纬距(X)经距(Y)终孔深度(m)井筒3978083.50220552616.066副井检查孔3978098.82120552624.8861096检查孔距井筒距离初步确定为10m，根据地面施工条件在1015m之间调整，井口标高为166.0m，地面标高约166.0m，终孔标高约-900m。终孔深度是从井口标高166.0m算起。2、检查孔钻孔结构抽水段孔径不小于©168mm，终孔段孔径不小于©108mm。（二）地质要求检查钻孔要求全孔取芯，岩芯和煤层采取率不小于75;破碎带及软弱岩层不小于65。用物探测井核定层位，查明岩（煤）层层位和厚度、基岩风化带的厚度、埋藏深度和特征;查明基岩地层的构造特征，包括岩层产状、构造裂隙产状、发育程度及充填情况，给出基岩地层的裂隙率，查明井筒附近落差大于5m以上的断层，对钻孔缩径、泥浆漏失的层位在钻进过程中要认真做好记录，岩芯按编号装箱并拍照后妥善保管。（三）水文地质及抽水要求11、检查钻孔在钻进过程中要求做好简易水文观测工作，并做好记录，对含水层（组）按照《煤炭建设井筒水文地质工作规定（暂行）》的要求进行抽水试验，抽水时做好流量测井、水温、气温的测定以及采取水样进行水质化验，通过有关水文地质工作，查明井筒穿过的各含水层的水文地质特征、水量、水质以及水文地质参数，给出井筒以及各含水层（组）的涌水量，并对井筒的水文地质条件作出评价。2、按上述要求对以下层位做单独抽水试验（1）古近系砾岩段;（2）古近系红砂岩段;（3）石盒子组和煤系地层。（四）钻孔偏斜率钻孔每隔30,50m要测斜一次，测出钻孔倾斜角和方位角，全孔偏斜率不大于1。（五）岩、土、煤取样及测试项目1、普通砂、土样（1）从地表开始均要求取样，砂类土层厚度?3m取一组样;粘土层厚3,5m取一组样，5,10m取二组样，10m以上取上、中、下三组样。（2）测试项目砂层:容重、孔隙度、湿度、渗透系数、内摩擦角、颗粒成分分析。土层:容重、湿度、孔隙度、内摩擦角、抗压强度、抗剪强度、膨胀性、膨胀量、自由膨胀率、天然含水量、粘土矿物的成分分析及颗粒分析、凝聚力、塑限、液限及塑性指数。2、岩样（1）取样要求基岩及基岩风化带段每层取一组样;2煤、4煤上、下各取一组样，其它各煤层取一组样。（2）测试项目密度、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量、内摩擦角、岩层倾角、泊松比。3、煤样取样要求可采煤层各取一组样，做工业分析，各取一组瓦斯样，做瓦斯成分及含量分析并进行现场瓦斯解析。（六）其它项目要求2全孔进行数字测井、简易地温测量等。（七）封孔要求检查孔施工完成后，必须用水泥砂浆严密封孔，并设置检查孔封孔位置永久性标志，提出封孔报告。（八）资料提交全部工程结束后，提交竣工报告。竣工报告应包括以下图纸及资料:检查孔完整的地质柱状图、抽水成果图、详细的地质报告说明书。三、施工组织新矿集团地质勘探公司接到施工任务后，安排113号钻机施工，李勇负责现场施工，于洪岭、高祥川为现场地质技术负责人，周佳为现场物探（包括测井）负责人，共同完成该检查孔的施工。本工程的监理工作由集团公司地质处承担。四、勘探任务完成情况及评价（一）工程工期及工程量副井检查孔的工期、工程量见下表2。孔号开工日期竣工日期工期（天）工程量（米）副井检查孔2010.10.272011.9.43131108.18其中313天包括4次抽水时间、钻孔纠斜及处理工农关系的时间。（二）孔位测量检查孔设计坐标Y20552624.886, X3978098.821,地面标高166.0m。钻孔开孔前由勘探公司测量人员根据设计进行了野外放定，终孔前又进行了复测，测得Y20552624.937，X3978093.863，地面标高164.732m。复测坐标与设计坐标X相差4.958m,孔口与井筒的距离为13.68m,满足了设计要求。（三）施工设备选用的设备如下：1、钻探设备:配TXB1000A型钻机1台;NBB-260/70型泥浆泵1台；160马力柴油机1台；24m钻塔1部，发电机组一部。2、抽水设备:潜水泵1台、空气压缩机1台;风管、测管及配套工具1套。3、流量测井仪、数字测井仪、测斜仪、螺杆测斜钻具一套各1套。3（四）施工工艺1、钻孔结构井检孔严格依据《技术要求》及《施工组织设计》施工,确保了抽水试验及岩石力学样的采取,钻孔结构见表3及钻孔结构示意图。孔深（m）孔径（mm）套管长度（m）套管规格（mm）高出地表0,7.223257.372730.157.22,110.55245110.802190.25110.55,836.801908371460.20836.80,1108.18113①325①2737.22①245①219110.55①190①146836.80①1131108.18钻孔结构示意图2、钻进施工⑴取芯钻进时，钻具配置为：巾50mm钻杆巾65mm加重钻铤巾94mm取样器。扩孔时用©113,325mm的无芯钻头，配备©83,178mm加重管和©50,89mm钻杆。(2)钻进方法协庄副井检查孔采用全取芯钻进，二次成孔的方法。即先用巾94mm钻头取芯钻进至相4应层位，进行数字测井和测斜工作;然后按照设计的孔径进行扩孔和抽水工作。待抽水结束后下部仍采用二次成孔的施工方法。(3)防偏及纠偏本孔按照设计要求全孔偏斜率不超过1。为严格控制孔斜达到设计要求，本孔采取以下措施：?加强对设备的检查校正。钻机底盘水平状况，孔口、钻机、滑车三点一线，每天检测一次，发现问题，及时调整。?优化钻具配置和钻进参数。换径时使用好导向钻具，加长粗径钻具，上部孔径大时加装扶正器，禁止使用弯曲钻具。?加强孔斜监控：按照《技术要求》每20米测斜一次，若发现有孔斜趋势，及时采取措施纠偏。?纠偏：在孔深887.25m时，用JDT—5A型陀螺测斜定向仪、螺杆钻具进行纠斜，共用32天，纠斜前孔深820m处天顶角8.9?，方位角87?，纠斜后孔深820m处天顶角为0.70?，方位角275?，使该检查孔井斜达到设计要求。在达到终孔层位后进行了系统孔斜测量，孔深1100m处天顶角0.70?,方位角220?,偏斜平距9.43m,偏斜率为0.85。(4)钻具全长的丈量在钻进过程中，按设计要求，4次丈量钻具全长，以消除深度误差，最大误差为深度109.62m处，误差0.95m,误差率0.87。检查孔终孔前钻具全长丈量结果误差0.08米,钻具全长丈量结果见下表《检查孔钻具全长丈量结果表》。检查孔钻具全长丈量结果表孔号检查孔误差记录110.57第1次实测109.62—0.95记录844.49第2次实测844.490记录1015.08第3次实测1015.350.27记录1092.97第4次实测1092.890.085(五)测井工作本孔测井工作采用分段测井法,每次测井曲线均有重合段,以利于对照。测井参数为：三侧向电阻率、自然伽玛、伽玛伽玛、密度、声速、井径等6条曲线;所测曲线能较好的对地层和煤层加以区分，与钻探取芯对照吻合良好，较好的反映了本孔的地层特征，达到了设计和规范要求，测井质量达到甲级标准。测井曲线详见《钻孔柱状图》。测井工作量:检查孔按测井规程进行了数字测井，完成测井剖面1098.85m，占钻探工程量的99.3。检查孔在抽水时涌水量很小，达不到流量测井仪器所需要的启动值，因此，抽水时未进行流量测井。（六）简易地温测量钻探达到终孔层位后，按照设计要求进行了井温测量，由孔口至孔底系统测量，每20m测一个点，测得孔深1100.0m处的地温为31.6?，砾岩段的地温梯度0.44?/100m，煤系地层地温梯度为1.42?/100m，均属地温正常区。详见井温测量成果表。（七）取样工作1、岩样按设计要求用塑料袋包裹密封包装送验;钻孔穿过每个岩层均取样做物理力学性质测试，在钻进过程中按要求取样。本次施工的副井检查孔共取岩样136件，所取样品委托江苏煤炭地质勘探研究所化验测试。所取煤样呈粉末状或碎块状，不能进行力学试验，只进行煤质检测。2、水样本孔共进行抽水试验4次，取水样4个，上部砾岩抽水试验水样1个，砾岩夹红砂岩抽水试验1个，1煤顶板1个，煤系地层抽水试验1个。均是在抽水结束前从出水管口中心处接取，取好后在规定的时间送到山东泰山矿产资源检测研究院和江苏煤炭地质勘探研究所化验室分析测试，分析结果见《检查孔水质监测报告》。3、煤样、瓦斯样本孔共取煤样5个，瓦斯样3个。均是在取出后直接包装，送至江苏煤炭地质勘探研究所化验室进行化验测试。（八）水文地质工作1、简易水文观测根据设计要求，本孔在钻进过程中应进行消耗量和回次水位的观测，在实际钻进过程中测量回次水位312次、消耗量观测3622次，分别达到了100，为抽水试验和水文地质6分析取得准确数据奠定了基础。检查孔孔深1001.37处山西组砂岩全漏水，消耗量1.3m3/h，2011年8月9日至8月11日观测水位，历时48小时30分，测得水位20.10m;检查孔孔深1020.51m（2煤顶板）处砂岩全漏水，消耗量1.15m3/h，2011年8月16日10时40分至8月17日9时观测水位，历时21小时20分钟，测得水位55.42m。2、抽水试验根据设计要求，本孔古近系上部砾岩层、砾岩夹砂岩层、石盒子组及煤系地层均需进行抽试验。检查孔施工过程中共进行了四次抽水试验，第一次古近系上部砾岩层，第二次砾岩夹砂岩层，第三次1煤顶板（漏水点），第四次石盒子组和煤系地层混合抽水，由于抽水时水量均较小，均进行了一个降程的抽水试验，四次抽水试验质量均合格。（九）地质工作及其他1、地质编录按设计要求对钻探所取岩芯进行了详细的地质描述，对岩层进行了仔细的分层，确定了岩层的深度、厚度和岩性名称，定名确切，符合有关规范要求，与测井解释吻合性好。2、岩芯保管岩芯取出后洗净按顺序放入岩芯箱中，填写了回次岩芯票，终孔后所有岩芯已拍照，以备井筒施工时查照。3、其他工作各种原始记录及表格均按要求填写，记录清楚、齐全，达到了设计要求。（十）钻孔封闭钻孔终孔后，自查所施工钻孔已经达到了设计目的，报请建设单位验收。验收合格后按设计要求进行全孔封闭，所用材料为425普通硅酸盐水泥和清水，按照1:0.7的比例制成水泥浆。所用方法:泵入法。封孔方法:钻杆下入孔底，将配置好的水泥砂浆用泵从钻杆中压入孔内，至孔口返浆，用水泥16吨、清水11.2m3，停8小时候对孔口进行补封，并留样做抗压强度检验，钻孔封孔质量合格。详见《钻孔封孔报告书》。总之，本检查孔的施工达到了设计目的，各项指标符合设计和规范要求。根据《煤炭、、地质勘查钻孔质量标准》《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》《煤矿建设井筒水文地质工作规定（暂行）》等相关要求和标准进行了验收评级，所施工的检查孔的质量为优良。7五、地质（一）地层根据钻孔揭露的资料，参考本地区以前的地质资料，地层自上而下依次为第四系、古近系、二叠系、石炭系。1、第四系（Q）深度1.70m，厚度1.70m。以松散的砂质粘土为主，土黄色，未胶结，夹少量砾石块。2、古近系官庄群（Eg）深度1.70,835.20m,厚度833.50m，岩（土）芯采长380.39m,采取率46。317.25m以上主要为杂色砾岩，砾石成分石灰岩块、砂岩块等，砾径0.5,8cm不等，分选差，次棱角状至次圆状，岩芯破碎，采取率低。317.25,527.35m以砾岩为主，夹砂质泥岩多层，呈现砾岩泥岩互层，随着深度的增加，泥岩、砂质泥岩的层数增加，厚度加大，砾岩层段厚度相对减小，采取率较低。527.35,835.20m主要为红色泥岩，偶夹少量砂岩泥岩、泥质砂岩，泥岩厚度大，硬度较小，易风化破碎成碎块状，采取率较高。3、二叠系石盒子组(P1-2sh)石盒子组深度835.20,987.65m，厚度152.45m，采长120.35m，采取率80.0。主要岩性为粉砂质泥岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩。粉砂质泥岩、泥岩以棕焐鳎植吭由?衣躺嘀式峁梗樽垂乖欤爸剩追缁扑椤,干把乙郧澈旌稚鳎噶,峁梗阕椿蚩樽垂乖欤话阊倚窘贤暾,凵把仪澈焐?衣躺鳎凵爸式峁梗樽垂乖欤倚窘掀扑橹两贤暾其中835.20,869.71m为基岩风化带。835.20,845.19m，厚度9.99m为强风化带，主要岩性为土黄色泥岩;845.19,869.71m，厚度24.52m为弱风化带，主要岩性为红褐色砂岩、粉砂岩、杂色泥岩及砂岩。4、二叠系山西组(P1s)山西组深度987.65,1092.55m，厚度104.90m，采长83.75m，采取率79.8。主要有灰白色细砂岩、浅灰色粉砂岩、灰色,深灰色泥岩和煤层等。该组揭露煤层有5层，其中1煤层深度1014.96m，厚度1.07m;2煤层深度1024.78m，厚度2.28m;3煤层深度1029.92m，厚度0.74m;4煤层深度1045.08m,厚度1.67(0.29)0.76m;6煤层深度1084.74m,厚度0.82m。4、石炭系太原组(C21)8深度1092.55,1108.18m(未穿透)，厚度15.63m,1096.44m以下为无芯钻进，取芯段长度5.59m，岩芯采长5.15m，采取率92.1。主要有灰色粉砂岩和石灰岩等。其中石灰岩(一灰)，深度1095.45m,厚度2.90m。终孔后进行了数字测井，对钻孔揭露的层位进行核定。数字测