钻孔施工技术措施

钻孔施工设计及安全技术措施

新汶矿业集团地质勘探有限责任公司

2011年11月

编制单位：

目录

一、概述 (1)

二、钻孔设计主要依据 (3)

三、钻孔主要技术要求 (3)

四、钻探施工主要技术措施 (6)

五、地质及水文地质工作 (9)

六、地球物理测井 (13)

七、钻孔封闭 (16)

八、安全措施 (16)

九、提交资料 (18)

十、施工组织及施工工期 (19)

十一、质量保证 (20)

附件：

1号钻孔施工技术指导书 2号钻孔施工技术指导书 3号钻孔施工技术指导书 4号钻孔施工技术指导书 5号钻孔施工技术指导书 6号钻孔施工技术指导书

一、概述

1、概况

山东省天安矿业有限公司星村煤矿位于曲阜市陵城镇，核定矿井生产能力为90万吨/年，是一座中型的现代化矿井。因为生产需要对井田西区进行补充勘探，并公开招标。新汶矿业集团地质勘探有限责任公司通过投标被星村煤矿确定为勘查施工单位。根据招标书，在星村井田西区共布置6个钻孔，其中地质孔3个，水文孔3个，总工程量8412米，终孔层位为三灰底板或奥灰100米，详见下表：

根据星村煤矿确定的钻孔整体布置和施工顺序，先期施工5号水文钻孔和3号地质钻孔，然后陆续施工其他钻孔，为顺利完成施工任务，达到工程目的，编写了《钻孔施工设计及安全技术措施》，作为指导工程施工的依据。

2、钻孔所遇岩石的主要物理机械性质

本次设计钻孔所钻遇的地层为第四系、侏罗系、二叠系、石炭系及奥陶系。主要岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩、灰岩及煤层，岩石呈层状产出，地层倾角20°～30°。岩石主要矿物成份为石英、长石，泥质胶结或钙质胶结，粒状结构，块状或层状构造，岩石压入硬度中软～中硬。岩石研磨性等级Ⅳ～Ⅴ级，研磨性特征中等～较强。采用金刚石钻进时，岩石可钻性按1984年地矿部分级标准为5～6级，标准时效3m/h。

第四系中局部含有未固结的沙层，当钻孔下部出现漏水时，易产生塌孔、缩径等现象，不容易找到

原来的钻孔，因此设计下入套管隔离。

侏罗系地层多为泥质胶结的砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩，一般情况下岩石节理、裂隙不发育，岩石不破碎，含水和透水性差，钻进时不易发生涌水或漏水，因含砂质成分较多，也很小发生缩径，可钻性高。

石炭二叠系地层主要有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩和薄层石灰岩，其中中、粗砂岩、薄层石灰岩等属于含水层，裂隙较发育，当钻孔钻遇这些地层或钻遇断层破碎带时，钻孔可能会发生漏水现象。

奥陶系石灰岩坚硬，裂隙发育，岩芯极易破碎，易出现掉块，钻孔可能会发生涌水或漏水现象。因此，在施工水文孔应做好防钻孔涌漏水的准备。

3、矿区岩层按可钻性分类

本次钻探工作设计采用人造金刚石复合片钻头钻进，按地矿部1984年颁布的岩石可钻性分级标准，将矿区主要岩层分类见下表。

二、钻孔设计主要依据

1、《山东省天安矿业有限公司星村煤矿补充勘探招标书》

2、《煤炭地质钻探规程》（MT/T 1076-2008）

3、《钻孔简易水文观测规程》（1987）

4、《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T 0215-2002）

5、《煤炭地质勘查钻孔质量标准》（MT/T 1042-2007）

6、《矿区工程地质水文地质勘探规范》（GB 12719-91）

7、《地质勘探安全规程》（AQ2004-2005）

三、钻孔主要技术要求

1、钻孔位置

钻孔位置应由新矿地质勘探公司测量技术人员、钻机队、地质队等有关人员会同星村煤矿共同放定，当地面钻孔位置遇有铁路、公路、房屋、电力（通讯）线缆、水溏、沟渠、陡坎等建构筑物时，视具体情况，可在设计孔口坐标范围10米以内移动，移动距离超过15米的需报星村煤矿批准。

2、终孔层位

水文钻孔设计终孔层位为奥灰100米，当超过设计深度时，以设计终孔层位为准。

地质钻孔设计终孔层位为三灰底板以下10米，当超过设计深度时，以设计终孔层位为准。

3、取芯要求

（1）水文钻孔

每个水文孔自3煤以上100m开始至奥灰之间的煤岩层进行全取芯，确认

进入奥灰后每

10米取芯一次。做好岩层判层记录及岩芯鉴定。岩芯采取率按《煤炭地质勘查钻孔质量标准》，取芯率≥70％，3煤以下大于0.5m及以上的见煤点都要有煤样控制或判层，达到最低可采厚度的煤层（0.7m）长度采取率≥90％。

（2）地质钻孔

自3煤以上300m开始取芯钻进，至终孔的岩芯要取全，做好岩层判层记录及岩芯鉴定。岩芯采取率按《煤炭地质勘查钻孔质量标准》，取芯率>70％，大于0.5m及以上的见煤点都要有煤样控制或判层，达到最低可采厚度的煤层（0.7m）长度采取率≥90％。

4、取样要求

水文孔3煤与奥灰之间的岩层，同一种岩性每5米取一组，不同岩性分别取样；

奥灰抽水时取水样做水质分析。

5、钻孔地层量取可靠岩层倾角不少于3次。

6、水文地质要求

（1）水文钻孔

全孔进行简易水文观测。仔细记录泥浆消耗量和回次水位，当全漏水时要观测近似稳定水位；钻孔终孔后对奥灰进行抽水试验。

（2）地质钻孔

全孔进行简易水文观测。仔细记录泥浆消耗量和回次水位，当全漏水时要观测近似稳定水位。

7、孔斜

终孔孔斜要达到甲级孔标准。

8、孔径及套管要求

（1）水文钻孔

为双层套管结构，第四系为170mm孔径下入146mm套管，然后变径110mm 到奥灰顶，止水试验合格后下入108mm套管，奥灰段为91mm孔径。

（2）地质钻孔：为91mm孔径到底。

9、封孔

（1）水文钻孔

作为长期观测钻孔，不封闭，但要做好孔口保护。

（2）地质钻孔

钻孔达到终孔层位，经验收合格后封孔。封孔段为自孔底至孔口，全孔封闭。封闭前必须用稀泥浆或清水进行冲孔，封孔水泥砂浆用新鲜500#水泥和纯净的中细砂配制，配比（重量）为水泥：砂子：水=1:1:0.7~0.8。采用钻具灌注法封孔，最后要进行砂浆取样检查，封闭达不到设计要求必须进行补封。要有合格的封孔报告且签字齐全。

四、钻探施工主要技术措施

1、设备安装

⑴孔口严格按设计坐标放定。

⑵塔基铺设要水平、稳固，钻塔四脚应用不小于Φ12mm的钢丝绳作绷绳，绷绳与地面夹角不得超过45°，下端按规程要求设地锚和紧绳器。

⑶所有钻探设备安装必须稳固、水平、周正；钻机天车、立轴与孔口中