煤矿井下水文孔钻探设计模板

1、神火煤电股份公司葛店煤矿双庙24采区24-1水文孔钻探设计编 制：审 核：总 工：葛店煤矿2011 年 11 月 22 日2双庙 24 采区 24-1 水文孔设计1、概述1.1钻探设计原因按照双庙区域带压开采措施要求，针对双庙24采区范围内二煤底部承压灰 岩水，通过施工放水孔对二煤底部灰岩水进行疏放降压， 并针对前期探明的富水 异常区对异常区进行验证， 利用长期观测孔对该区域进行水文观测， 从而保证带 压开采安全。根据2011年防治水工作计划， 需实施东副观测孔， 查明24采区水文地质情 况，进一步探查二2煤层底板太原群灰岩的水文地质条件，以防滞后突水。1.2设计概况目的：一是通过分析取芯岩石

2、段岩石成分、 结构构造、岩溶发育程度，单孔涌水量 变化，掌握其富水性、隔水性的分段变化特征及其规律；二是对涌水段进行水化学样分析，了解其水化学特征地下水径流特征。 位置：井下钻孔的布置处于通风良好的24皮带巷皮带机尾硐室内。 终孔层位：L8灰岩含水层；钻孔结构：孔口管外管不透钢套管127mm,长度10米；108mm,长度20米；89mm,长度90米；取芯段30110米。根据“葛店煤矿2011年防治水计划”、煤田地质勘探规范、煤矿安 全规程 ,以及煤矿井下钻探工程施工的工程条件, 并考虑到在钻探施工过程中 有发生非常涌水、岩喷等的危险性。为此,特制订本施工组织设计。2、主要施工设备及组织2.1由

3、通防队钻探班组织施工2.2主要施工机械设备2.2.1钻机由于施工钻孔为井下勘探孔， 钻孔设计深度为90m,孔口管为108mm,且 为垂直孔。使用ZL150HB钻机一台。2.2.2注浆泵注浆泵的选择首先要考虑其泵量、泵压是否满足取芯钻进时泵量及压力的要 求，冲洗3液能否将孔底岩粉携带上来，保证孔底干净，提高钻进效率的能力；其 次泥浆泵应耐用、故障率小、维修方便。鉴此，施工中选用2TGZ-60/210型注浆泵。223钻杆根据钻孔结构设计。综合考虑，施工时选用42mm。224钻头按取芯与不取芯分，施工用钻头有不取芯和取芯两类；按切削岩芯的材料分， 施工钻头有复合片、金刚石、合金三类。本项目拟采用的钻

4、头规格及数量见表1。3、施工工艺方法3.1施工工艺流程工艺流程：放点-钻机就位-127mm开孔钻进到10米-110mm开孔 钻进到20米-下套管-安装孔口防喷装置-耐压试验 耐压试验-不取芯 钻进30米-取芯至设计孔深-采水化学样等。3.2钻孔测试要求(1)放水孔垂直度土10;该孔每50m测量一次孔斜。表2施工拟用主要钻头一览表名称规格数量备注1不取心甲 94mm4 个内凹型复合片钻头屮 94m. m2 个内凹型针状合金取心钻头叽 08 皿 m4 个4 个配变径接手金刚石取心韦占头2 个配绳索取心钻具复合片取心钻头甲2 个配绳索取心钻具全刚石扩孔器4 个配绳索取心钻具(2)钻探过程中，每20m

5、观测一次孔内水压、涌水量及水温。当涌水量突然 增大时，立即停钻进行加密观测，并记录下该段的岩性、深度，判断出水层位。(3)钻进30米以后全取芯以确定灰岩含水层层厚。3.3成L工艺4根据双庙放水试验勘探工程及观6、7、8等钻孔的施工经验， 保证钻孔质量 及防治涌水、井喷等现象，并根据钻孔结构与目的的不同，施工时采用多级、多 种钻进方法钻探成孔。3.4设备就位钻场按要求预先处理好， 钻场应修建在坚硬岩石段并锚喷支护， 开孔孔位应 在完整基岩段，在上述条件满足情况下， 设备运输到井底指定钻场， 安装并调试 钻机。3.5校正开孔角度 按开孔角度，本次施工钻孔为垂直孔。施工时，需用水平尺找平，使钻机周

6、正水平，主机机身(轨道)垂直，调整到符合设计施工要求后，将钻机主机用地 脚螺栓紧固。3.6钻进、下套管钻进工艺主要为：钻孔的先导孔均采用94mm不取芯复合片钻头配扶正器分别钻进到二级 套管的设计深度L+0.5m。(1) 钻孔采用127mm硬质合金扩孔钻头钻进至10.30m第一层套管设计 的深度L1+0.3m停钻；用清水冲洗钻孔，目的是将残留在孔底及孔壁岩粉冲出， 以利注浆固管。(2) 用绞车将127mm孔口管缓缓送入孔内，外露长度200400mmo待 孔口管下入孔底，用钻机校正孔口管垂直度符合要求后，将管周围契实。开始注 浆，将0.75：1的水泥浆注入孔口管内，当孔口管周围有水泥浆溢出后，换注

7、1:0.5浓浆(并加入35%。的水玻璃作为速凝剂)，待孔口管周围有浓浆溢出后， 停止注浆。(3) 待孔口管固结养护24H后，开始正常钻进。钻进前，需先安装好孔口 管防喷装置。首先用130mm口径全面钻头扫孔至10.5 m停止钻进，进行孔口 管耐压试验，当压力为10MPa，稳定时间至少保持30min，孔口管周围不漏水、 不活动时为合乎要求。否则，重新进行注浆固结，直至满足要求。(4)换用94mm不取芯复合片钻头配扶正器钻进至下第二层套管设计孔深20.5m后停钻， 采用一级套管孔扩孔方法成孔， 下第二层套管、 做第二层套管 耐压试验。(5)换用75mm金刚石取芯钻头配71mm绳索取芯钻杆组成的钻具

8、取 芯钻进。5岩芯编录从预计的二2煤底板下上30m开始，直至终孔L8灰岩。凡进入涌水段应停止钻进， 测量水压及水质， 并注浆等凝固后扫孔再进行钻 进直至L8灰岩。3.7套管及下入3.7.1套管的加工 套管在下入前应进行如下加工：1所有套管应加工成左旋扣。2套管下入孔内前，套管的外壁应用电焊焊上10mm(6mm)左右的钢 筋条，以加大套管与孔壁的固结强度、 套管与水泥浆固结体的凝结强度； 防止钻 进过程中因钻杆的碰撞引起套管的活动，造成套管松动等事故。3套管最下面的一根应加工约20个、梅花形均布的12mm的透浆眼，便 于注浆时，浆液向套管与孔壁间隙扩散，确保注浆质量。4套管下入时应配有套管靴或按

9、变更设计底部一根套管加工成锯齿状。3.7.2套管下入的几个问题 准备工作1套管孔成孔后，应用特制扫孔器扫孔一次，确保套管顺利下入；2检查运送到现场的套管是否符合设计要求，并检查所有现场套管的丝扣 是否完好，如有问题及时修复或更换。3复测套管孔的深度，并与钻进记录对照，相符进行下一道工序，否则重 新测量，确保套管下入尺寸无误。4在钻场地面进行模拟连接，排好套管尺寸及下入顺序。 注意事项1套管下入后要和钻机进行同芯性调整，确保套管与钻机的中芯线重合； 然后才能进行封孔注浆的工序。2套管固结注浆浆液一定要尽可能的减小水灰比，提高浆液的结实率，减 小浆液凝固时的收缩率3套管在下入时一定要坐在砂岩等坚硬

10、岩石上，防止钻进过程中套管滑移 等事故发生。按照设计尺寸下套管时， 套管所坐岩层不符合施工要求时， 可适当 加长套管下入深度，不得减小套管下入深度。4孔口处套管一定要固定，防止在钻进中因孔口处套管松动导致脱扣等套 管事故。5套管连接时一定要在丝扣部位涂摸密封脂或缠绕生料带，防止钻进中丝 扣松动脱6扣、退扣等套管事故。4、施工进度计划及措施4.1工期安排工期为15天，实行8小时工作制，每日3班。4.2施工措施 在现有设备及井下实际情况的基础上合理使用劳力， 管理人员跟班作业， 加强各工种配合和人员调度，杜绝窝工现象。 加强对机械设备的维修保养，保证不致因设备保养不到位而停机。5、安全保证措施完善

11、施工场地通风措施和瓦斯检测制度，使其符合煤矿安全规程的基 本要求。紧急情况下的救援后备工作要落实到位、责任到人，包括防排水设施、水沟等排水系统和能力的具体安排； 健全水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施 等。在施工现场应装配专用电话能及时与调度室和施工方联系， 随时掌握钻探 现场情况。为防止高压水喷射（涌水）及碎石块喷出（岩喷），钻探施工时应采取紧 固钻机，安设厚壁钢挡板以防射流和岩喷、安设孔口管防喷装置等措施。井下施工人员必须进行必要的安全培训， 下井严格按照有关井下工作人员 安全规章制度执行；配备其所有井下需带的自救器、矿灯、雨靴等等；严禁携带 火柴、打火机之内物品下井；各班安全员要督促进行全员自检。 加强现场安全生产的宣传和教育， 所有施工人员必须遵守现场安全制度， 不得违章作业； 安全员必须切实负责，发现不安全因素应立即要求整改，并监督 至整改完毕；做好安全值班记录。 有关人员经常检查各种机电设备和防护措施的完好情况 队长在下达生产任务的同时，应下达该工种的安全技术措施和安全操作 事项，并在施工期间随时检查，发现隐患及时排除。 在钻探施工过程中，当涌水量突然增大时或发生