煤矿补充勘探施工总结报告.docx
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煤矿补充勘探施工总结报告
补充勘探
施工总结报告
编制单位:
地质勘探有限责任公司
2012年9月
附图
星村煤矿西翼补充勘探3煤层底板等高线图
星村煤矿西翼补充勘探Z5勘探线补充1号孔地质剖面图
星村煤矿西翼补充勘探Z3勘探线补充3号孔地质剖面图
星村煤矿西翼补充勘探Z6勘探线补充6号孔地质剖面图
附表
补勘钻孔综合确定成果表
一、工程概况
根据钻探、测井、抽水试验、样品化验测试等获取的地质、水文地质、工程地质等资料编制了本施工总结。
工程施工及地质报告编制依据及执行标准、规范:
二、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。
地面补充勘探设计钻孔参数表表1
钻孔
编号
钻孔
性质
坐标
终孔层位
终孔深度(m)
预计3煤底板深度(m)
X
Y
Z
1#
地质孔
3934148.24
39490496.42
+53.0
过三灰后10m。
1378
1323
2#
地质孔
3934759.42
39489731.44
+54.0
过三灰后10m。
1319
1264
3#
地质孔
3935071.00
39489034.00
+53.0
过三灰后10m。
1323
1268
4#
水文孔
3935582.10
39488150.88
+53.0
进入奥灰100m
1472
1156
5#
水文孔
3935395.26
39490061.60
+54.0
进入奥灰100m
1400
1084
6#
水文孔
3933471.20
39491278.86
+54.0
进入奥灰100m
1520
1204
2、终孔层位
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。
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。
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、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。
三、施工工艺及方法
1、施工设备
本次钻探施工所用的设备为:
各孔配TXB--1600型钻机,260/70型变量泥浆泵,160马力柴油机,18米钻塔,100QJ3-340/7.5KW潜水泵等。
2、施工工艺及方法
岩层取芯时钻具配置:
Φ94mm人造金刚石复合片钻头+Φ65mm加重钻铤+Φ50mm钻杆+立轴;
煤层取芯时钻具配置:
Φ73/94mm硬质合金钻头+Φ65mm加重钻铤+Φ50mm钻杆+立轴;
扩孔时使用Φ146mm、Φ185mm、Φ219mm扩孔钻头+Φ65mm加重钻铤+Φ50mm钻杆+立轴的钻具组合形式。
形成由下至上直径逐渐缩小的塔式钻具,以保证钻孔垂直。
采用二次成井法。
用Φ94mm无芯钻头钻进至进入侏罗系5米。
然后测井,扩孔,下套管,以隔离第四系,防止当孔内漏水时出现塌孔现象。
隔离第四系后钻孔就用局部无芯或全部取芯方式施工到终孔层位。
水文钻孔则对奥灰以上孔段进行第二次扩孔,扩到146mm孔径,以顺利下入108mm套管,隔离其他地层。
3、抽水工艺及方法
采用潜水泵抽水,三角堰测量水量,电极测量孔内水位,均采用稳定流抽水,按照非稳定流要求观测水位及水量。
抽水时用套管加托盘缠止水材料方式,隔离上部非抽水段。
当超过流量测井仪启动值时,则抽水段进行流量测井。
四、任务完成情况
1、钻孔位置
钻孔的位置由星村煤矿提供,在开孔前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,终孔前又进行了复测。
6个钻孔坐标见下表:
终孔深度从原地坪标高算起,坐标系采用1954年北京坐标系。
复测坐标后,1#钻孔孔口位置与设计坐标相差17.21m;2#钻孔孔口位置与设计坐标相差183.18m(钻孔位于学校附近,施工前矿方调整),3#钻孔孔口位置与设计坐标相差2.13m,4#钻孔孔口位置与设计坐标相差8.78m,5#钻孔孔口位置与设计坐标相差25.11m,6#钻孔孔口位置与设计坐标相差54.12m(钻孔位于井筒附近,施工前矿方调整)。
2、钻探工作量
本次补充勘探共施工6个钻孔,其中1#、2#、3#钻孔为地质孔,终孔层位为三灰底板以下10m;4#、5#、6#钻孔为水文孔,终孔层位为进入奥灰100m。
完成总工程量8223.97m。
钻孔孔深、终孔层位一览表表3
钻孔
地质孔
水文孔
1#
2#
3#
4#
5#
6#
终孔孔深
(m)
1269.48
1289.17
1323.11
1449.14
1383.07
1510.00
终孔层位
三灰底板13.78m
三灰底板9.52m
三灰底板9.55m
进入奥灰101.29m
进入奥灰101.55m
进入奥灰103.00m
3、钻孔结构及套管应用
(1)1#孔0~210.00m为ф219mm孔径,下入ф168×8mm套管长度至孔深度210.00m,高出地表0.40m,隔离了上部松散层;210.00~1269.48m,为ф94mm孔径。
(2)2#孔0~22.00m为ф219mm孔径,下入ф180×8mm套管长度至孔深度22.0.00m,高出地表0.30m;22.00~222.37m,为ф219mm孔径,下入ф159×8mm套管长度至孔深度200.37m,高出地表0.30m,隔离了上部松散层;222.37~1289.17m为ф94mm孔径。
(3)3#孔0~202.45m为ф219mm孔径;下入ф159×8mm套管长度至孔深度200.37m,高出地表0.30m,隔离了上部松散层;202.45~1200.65m为ф113mm孔径;1200.65~1323.11m为ф98mm孔径。
(4)4#孔0~287.10m为ф219mm孔径;下入ф180×8mm套管长度至孔深度286.80m,高出地表0.30m,隔离了上部松散层;287.10~1029.02m为ф146mm孔径;1029.02~1348.60m为ф133mm孔径,0~196.26m下入Φ127mm套管,196.26~1348.60m下入Φ108mm套管,其中Φ127mm套管与Φ108mm套管抄手连接;1348.60~1449.14m为ф98mm孔径。
(5)5#孔0~183.98m为ф245mm孔径;下入ф180×8mm套管长度至孔深度183.98m,高出地表0.30m,隔离了上部松散层;183.98~1293.05m为ф146mm孔径,0~193.29m下入Φ127mm套管,193.29~1284.04m下入Φ108mm套管,其中Φ127mm套管与Φ108mm套管抄手连接;1293.05~1383.07m为ф94mm孔径。
(6)6#孔0~150.40m为ф219mm孔径;0~54.0m下入Φ195mm套管,54.0~96.4m下入Φ180mm套管,其中Φ195mm套管与Φ180mm套管抄手连接;150.40~1408.0m为ф133mm孔径,0~237.39m下入Φ127mm套管,237.39~1408.07m下入Φ108mm套管,其中Φ127mm套管与Φ108mm套管抄手连接;1408.0~1510.0m为ф75mm孔径。
4、取芯及取样工作
6个钻孔均按设计要求进行取芯及取样工作。
(1)1#孔按照设计要求,自孔口开始每100m取芯一次至3煤以上300m,自此开始全取芯至终孔。
从1020m开始全取芯钻至1269.48m(终孔深度),段长249.48m,采取岩芯长度183.6m,平均采取率为74%。
该钻孔未要求取样。
(2)2#孔按照设计要求,自孔口开始每100m取芯一次至3煤以上300m,自此开始全取芯至终孔。
从960m开始全取芯钻至1289.17m(终孔深度),段长329.17m,采取岩芯长度246.88m,平均为采取率75%。
该钻孔未要求取样。
(3)3#孔按照设计要求,钻孔3煤以上300m开始全取芯至终孔。
本孔从954.89m开始取芯钻进至1323.11m(终孔),取芯段长337.46m,采取岩芯长度257.42m,综合采取率为76%。
二煤层采取率为88%,三煤层采取率为100%,六煤层采取率为90%,均达到设计要求。
(4)4#孔按照设计要求,自孔口开始每100m取芯一次至3煤以上100m,自此开始全取芯至奥灰顶板,后每10m取一次岩芯,至过奥灰顶板100m处。
从1047m开始全取芯钻至1347.85m(奥灰顶板),钻孔取芯厚度328.37m,钻孔总共采取岩芯长度278.4m,平均采取率为84%。
该钻孔岩石力学性质化验岩样49个,奥灰水样1份。
(5)5#孔按照设计要求,自孔口开始每100m取芯一次至3煤以上300m,自此开始全取芯至奥灰顶板,奥灰每10m取芯一次,至过奥灰顶板100m,段长413.07m,采取岩芯长度306.18m,平均为采取率74%。
三煤以下同种岩性每5m取一组岩石力学样品,不同种岩性分别取样,共取岩石力学样品71件,奥灰抽水水样1份。
(6)6#孔按照设计要求,自孔口开始每100m取芯一次至3煤以上300m,自此开始全取芯至奥灰顶板,奥灰每10m取芯一次,至过奥灰顶板100m。
非煤系取芯厚度113.93m,岩芯总长86.72m,平均采取率为76%;煤系取芯厚度239.92m,岩芯总长187.89m,平均采取率为78%。
三煤以下同种岩性每5m取一组岩石力学样品,不同种岩性分别取样,共取岩石力学样品66件,奥灰抽水水样1份。
5、测井工作
按施工设计要求,各钻孔在取芯后扩孔前即进行数字测井工作。
使用渭南煤矿专用设备厂生产的TYSL—3Q型数字测井仪。
全孔测量了聚焦电阻率、自然伽玛、密度、声速等参数曲线,并测量了井径、井斜,采样间隔选用0.05m。
所测参数曲线与各岩层的物性特征吻合较好,成果质量可靠。
测井成果质量及工程质量符合《测井规范》的甲级标准。
1号孔测井剖面深度10~1266.10m,长度1256.10m;
2号孔测井剖面深度10~1282.95m,长度1272.95m;
3号孔测井剖面深度10~1320.95m,长度1310.95m;
4号孔测井剖面深度10~1439.95m,长度1429.95m;
5号孔测井剖面深度10~1383.55m,长度1373.55m;
6号孔测井剖面深度10~1502.45m,长度1492.45m;
6个钻孔累计测井长度8135.95m,占钻孔剖面长度的98.9%。
6、测斜
钻孔由于受地层倾角、地层软硬结构、钻探设备、钻进方法、钻具压力、地层塌孔缩径等原因影响,易造成孔斜。
本次施工中采取了一系列防斜措施,如合理的钻进参数,增加加重管的数量,增加取芯岩芯管的长度等,使得两孔孔斜均达到了设计要求。
各钻孔孔底测斜一览表表4
孔号
测深(m)
顶角(°)
方位角(°)
1#
1265
4.7
210
2#
1280
4.07
210
3#
1320
4.1
202
4#
1440
4.5
221
5#
1380
4.2
190
6#
1500
4.9
233
各钻孔孔斜均满足了孔斜达到甲级孔的设计要求。
7、地温测量
钻孔施工到终孔深度后,全孔进行了系统地温测量,地温测量见下表。
钻孔最高地温一览表表5
钻孔
1#
2#
3#
4#
5#
6#
测深(m)
1265
1280
1320
1440
1380
1500
最高地温(℃)
36.3
34.1
35.2
39.1
40.95
39.2
井温测量结果详见《钻孔井温记录表》。
8、抽水试验
按照设计要求,4#、5#、6#号钻孔分别对奥灰含水层进行了一次抽水试验,3个钻孔进行抽水时流量较小,达不到仪器启动值,因此未进行流量测井。
9、钻孔封闭
根据设计要求,1#、2#、3#号钻孔钻进至三灰10m后,经验收后封孔。
封孔段为自孔底至孔口,全孔封闭,封至钻孔孔口返出水泥灰浆。
封闭前用稀泥浆或清水进行了冲孔,封孔水泥砂浆用新鲜500#水泥和纯净的中细砂配制。
1#号钻孔封孔所用封闭用料(公斤)水泥:
砂子:
水:
12000:
12000:
8400;2#号钻孔封孔所用封闭用料(公斤)水泥:
砂子:
水:
14000:
14000:
9800;3#号钻孔封孔所用封闭用料(公斤)水泥:
砂子:
水:
13000:
13000:
9100。
采用钻具灌注法封孔。
3个钻孔封孔质量均合格。
4#、5#、6#号钻孔未封孔,做好孔口保护后,留做长期水文观测孔。
10、原始资料及其他
(1)地质编录
各检查孔均按设计要求对岩(土)芯进行了较为详实的地质描述,对岩(土)层进行了仔细的分层编录,确定了岩(土)层的深度、厚度和岩性名称,定名确切、编录规范,符合有关规范、规程的要求,与测井解释吻合性好。
(2)岩(土)芯保管
所有岩芯取出后保存好,填写了回次岩芯票,按顺序放入岩芯箱中。
岩芯取出后洗净直接放入岩芯箱中。
(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。
11、工程质量
每施工完成一个钻孔后提出验收申请,由建设单位组织有关人员对钻孔进行了现场验收。
经有关人员验收后,认为6个钻孔的施工达到了设计的目的,完成了设计的任务,符合有关规范的要求,钻孔质量良好。
根据《煤炭地质勘查钻孔质量标准》,综合评定6个钻孔质量均为甲级。
五地质
(一)地层
星村煤矿地层区划属华北区鲁西南分区济宁小区,为隐蔽式华北型石炭二叠系含煤区,地层由老至新为:
奥陶系(OM)、石炭系本溪组、石炭系太原组、二叠系山西组、二叠系石盒子组黑山段、石盒子组上部、侏罗系三台组、第四系。
星村煤矿地层情况一览表表6
地层系统
主要岩性特征
第四系
(Q)
上组
(Q上)
褐黄色的粘土、砂质粘土及中、细砂层。
中组
(Q中)
灰绿色、黄褐色的砂质粘土和少量的粘土质砂。
下组
(Q下)
黄褐色、灰绿色砂质粘土、粘土质砂和粘土质砂砾。
上侏罗统
三台组
(JzS)
上段
灰~深灰色、灰绿色泥岩、粉砂岩、细砂岩,底部多为薄层砾岩。
下段
暗红色、紫红色的细砂岩为主,夹少量粉砂岩、泥岩。
二
叠
系
(P)
石盒
子组
(P1-2sh)
石盒子组
上部
灰~灰绿色中、细砂岩及灰色、灰紫色、灰绿色等杂色泥岩、粉砂岩近底部有一层含铝质泥岩(相当于B层铝土岩)。
石盒子组
黑山段
灰绿色、浅灰白色等杂色泥岩、粉砂岩及少量灰~灰绿色中、细砂岩。
山西组
(P1s)
灰色、灰白色中、细砂岩及深灰色灰黑色泥岩、粉砂岩和煤层,顶部偶见紫斑。
为主要含煤地层。
石
炭
系
(C)
太原组
(C2t)
深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩为主,夹灰色砂岩、石灰岩13层、煤18层,为主要含煤地层,属海陆交互相沉积,厚度稳定。
本溪组
(C2b)
以杂色泥岩为主,本组铁铝质泥岩发育。
奥陶系(OM)
以厚层状石灰岩为主,夹白云质灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩。
本次西区补充勘探所施工的6个钻孔揭露的地层如下:
(1)第四系(Q)
揭露厚度174.00~381.15m,平均242.68m。
根据岩性、物性特征,上部以由灰黄色、褐黄色的砂质粘土、粘土及砂组成,透水性好,富水性强;下部由黄褐色带灰绿色斑块的粘土、灰绿色粘土、砂质粘土及砂层组成,富水性弱至中等,局部为隔水层组。
图1松散层岩芯照片
(2)侏罗系三台组(JzS)
揭露厚度为568.35m~740.75m,平均683.32m。
本组主要由灰绿色细砂岩、砂质泥岩、泥岩、粉砂岩组成。
钙质、泥质胶结,铁泥质胶结,间夹薄层中砂岩及砂砾岩,底部为一层含铁质的砂砾岩或粗砂岩。
本组与上覆地层呈不整合接触。
图2侏罗系三台组岩芯照片
(3)二叠系石盒子组(P1-2sh)
揭露厚度为132.15m~301.25m,平均205.96m。
上部要由杂色泥岩、铝质泥岩、砂岩组成,局部往往发育一层铝质泥岩(B层铝土岩)。
下部主要由灰绿色、浅灰白色砂岩和灰绿色带紫红色斑块的砂质泥岩、泥岩组成,底部砂岩具泥质包裹体,含植物化石碎屑,下部偶有煤线。
本组与上伏地层呈整合接触。
图3二叠系石盒子组岩芯照片
(4)二叠系山西组(P1s)
揭露厚度为80.45m~145.50m,平均108.90m。
主要由灰至灰白色的细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤(2及3煤)组成,其中可采煤层为3煤层,2煤层局部可采,分别位于本组的中部和下部。
本组与上覆地层呈整合接触。
图4二叠系山西组组岩芯照片
(5)石炭系太原组(C2t)
本次补勘钻孔1#、2#、3#钻孔未穿透,揭露厚度14.17~156.60m,平均128.53m(只计算4#、5#、6#号钻孔的平均值)。
主要以灰色、深灰色、灰黑色的细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、粘土岩及灰色石灰岩和煤层组成。
石灰岩发育有第三、五、八、十、十一、十二、十三、(十四)灰等,多层煤层发育,大部分为不可采煤层。
本组与上覆地层呈整合接触。
图5二叠系太原组岩芯照片
(5)奥陶系马家沟组(OM)
本次补勘钻孔1#、2#、3#钻孔未达,4#、5#、6#揭露厚度101.07~103.00m。
以灰岩为主,夹白云质灰岩、泥质灰岩及角砾状灰岩。
本组与上伏地层呈假整合接触。
图6奥陶系马家沟组岩心照片
地层情况统计表表7
钻孔
地层
(底板深度)
1#
2#
3#
4#
5#
6#
平均
厚度
(m)
深度
(m)
厚度(m)
深度
(m)
厚度(m)
深度
(m)
厚度(m)
深度
(m)
厚度
(m)
深度
(m)
厚度(m)
深度
(m)
厚度(m)
第四系
(Q)
174.00
174.00
241.55
241.55
232.1
232.1
209.55
209.55
217.70
217.70
381.15
381.15
242.68
侏罗系
(J)
三台组
(JzS)
869.45
695.45
918.00
676.45
972.85
740.75
913.60
704.05
932.55
714.85
949.50
568.35
683.32
二叠系
(P)
石盒子组
(P1-2sh)
1170.70
301.25
1170.35
252.35
1194.50
221.65
1045.75
132.15
1067.20
134.65
1143.20
193.70
205.96
山西组
(P1s)
2煤
断缺
1193.90
0.69
1222.45
0.80
1118.41
1.25
1075.60
0.30
1176.50
0.63
3煤
1209.50
8.0
1229.59
8.49
1261.60
8.70
1145.30
9.15
1102.57
4.49
1222.00
6.75
6煤
1245.15
0.90
1265.82
0.69
1299.75
0.80
1180.50
0.90
1138.27
0.49
1263.67
0.80
底界
1251.15
80.45
1275.00
104.65
1308.73
114.23
1191.25
145.50
1147.80
80.60
1271.15
127.95
108.90
石炭系
(C)
太原组
(C2t)
三灰
1255.70
4.55
1279.65
4.65
1313.75
4.95
1196.30
5.05
1152.15
4.35
1276.65
5.50
五灰
1214.45
2.10
1292.05
0.95
12煤
1229.63
0.83
1164.52
0.34
十灰
1249.85
2.55
1227.73
5.93
十三灰
1295.50
6.35
1270.15
6.35
1382.15
4.80
底界
1269.48
(未穿透)
18.33
1289.17
14.17
1323.11
(未穿透)
14.35
1347.85
156.60
1282.00
134.20
1407.00
135.85
/
奥陶系
(O)
马家沟组(OM)
1449.14
(未穿透)
101.29
1383.07
(未穿透)
103.32
1510.00
(未穿透)
103.00
/
(二)主要可采煤层及其标志层(灰岩)
1、煤层
本次补充勘探揭露的主要可采煤层、局部达可采煤层厚度的为2、3、6煤层。
分述如下:
2煤层:
位于山西组中上部,下距3煤为15.44~38.75m,平均27.26m。
煤厚0.30~1.25,平均厚度0.73m。
本次补勘有5个钻孔穿过本层,其中2个点可采厚度大于0.70m(3#、4#钻孔),2个点可采厚度大于0.60m(2#、6#钻孔),1个点不可采(5#),1个点断缺(1#钻孔)。
直接顶板为细砂岩或粉砂岩,老顶为灰白色中、
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