奥灰水文孔施工总结

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。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，钻孔每钻进20m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Ф133mm，钻进至15号煤层底板，约26m，下入Ф127×5mm 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Ф113mm，钻进至O2f顶部下1m，约71m，下入Ф108×5mm套管至孔口，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Φ94mm，钻进至O2s层位10米后终孔，孔深约210米。

2、钻进方法

（1）一开：首先采用Φ133无芯钻头钻进，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Φ133牙轮钻头扩孔，下入Ф127×5mm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。

（2）二开：首先采用Φ89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Φ113牙轮钻头扩孔钻进至O2f顶部，约71m，下入Ф108×5mm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，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Φ94mm钻头无芯钻进至O2s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-ⅢA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Ф60mm钻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（C３ｔ）：本次揭露厚度３８m，主要由砂岩、砂质泥岩和煤层组成。

（二）石炭系中统本溪组(C２ｂ)：本次揭露厚度为１９．５ｍ，本段主要以泥岩及砂质泥岩岩为主。

（三）奥陶系中统峰峰组(O２ｆ)：本次揭露厚度为１５２．５ｍ，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