李梁店主副井造孔施工组织设计.docx
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李梁店主副井造孔施工组织设计
郑州华辕煤业有限公司
李粮店煤矿主、副井井筒冻结造孔工程
施
工
组
织
设
计
中煤第五建设公司第三工程处
二００九年五月
编审签章
工程名称：
郑州华辕煤业有限公司李粮店煤矿主、副井井筒冻结造孔工程
项目
姓名
职务
专业职称
日期
编
制
审
查
前言
李粮店煤矿设计生产能力240万吨/年，采用主、副、风井三个立井开拓。
主、副立井布置在同一个工业广场内，井筒净直径分别为φ5.0m、φ6.5m，井筒深度分别为755.5m、780.5m。
施工用电由业主在工业广场内提供1万伏电源接口，施工用水由业主提供。
主、副井井筒冻结造孔工程均由我处承担施工，为了优质、高效、安全、快速地完成本工程的施工任务，特编制《郑州华辕煤业有限公司李粮店煤矿主、副井井筒冻结造孔工程施工组织设计》。
编制设计的主要依据为：
1、《郑州华辕煤业有限公司李粮店煤矿主、副井井筒掘砌（含冻结）工程合同》；
2、李粮店煤矿主井检查钻孔柱状图；
3、李粮店煤矿副井检查钻孔柱状图；
4、李粮店煤矿主井井壁结构图；
5、李粮店煤矿副井井壁结构图；
4、李粮店煤矿主井井筒检查孔报告（2009年4月）；
5、李粮店煤矿副井井筒检查孔报告（2009年4月）；
6、《煤矿安全规程》（2006年版本）；
7、《简明建井手册》；
8、《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）
9、《煤矿井巷工程施工质量检验评定标准》（MT5009-94）。
第一章概况
第一节矿井概况………………………………………………………………………4
第二节井筒地质、水文地质概况……………………………………………………4
第三节工程地质评价…………………………………………………………………12
第四节造孔主要参数…………………………………………………………………14
第五节水文孔设计…………………………………………………………………16
第二章造孔施工准备
第一节设备机具选型…………………………………………………………………17
第二节施工供电、供水………………………………………………………………17
第三章钻场施工及泥浆系统
第一节钻场施工………………………………………………………………………19
第二节泥浆系统………………………………………………………………………20
第四章劳动组织及工期安排
第一节劳动组织………………………………………………………………………22
第二节工期安排………………………………………………………………………23
第五章钻孔施工
第一节钻孔要求………………………………………………………………………24
第二节钻孔施工过程控制……………………………………………………………25
第三节冻结管下放、焊接、验收……………………………………………………27
第四节保证钻孔施工质量的有效测试手段…………………………………………28
第六章保证措施及施工管理
第一节保证措施………………………………………………………………………29
第二节施工管理………………………………………………………………………32
第七章环境保护与职业健康安全
第一节环境保护措施…………………………………………………………………33
第二节职业健康安全运行控制………………………………………………………34
第八章质量保证体系
第一节控制系统………………………………………………………………………35
第二节主要管理人员职责……………………………………………………………35
第三节材料供应控制及设备管理……………………………………………………39
第四节施工保证措施…………………………………………………………………40
附施工图纸
第一章概况
第一节矿井概况
李粮店煤矿设计生产能力240万吨/年，采用主、副、风井三个立井开拓。
主、副立井布置在同一个工业广场内，井筒净直径分别为φ5.0m、φ6.5m，井筒深度分别为755.5m、780.5m。
施工用电由业主在工业广场内提供1万伏电源接口，施工用水由业主提供。
主、副井井筒主要技术特征见表1.1。
表1.1 主、副井井筒主要技术特征表
序号
项目
单位
主井
副井
备 注
1
井口标高
m
+100.5
+100.5
2
井检孔标高
m
+102.05
+101.01
3
井筒中心坐标
m
X=3801324.0Y=38481575.0
X=3801299.0Y=38481655.0
4
井检孔坐标
m
X=3801343.99Y=38481575.01
X=3801319.0Y=38481655.0
5
表土段深度
m
479.2
481.49
6
风化带厚度
m
39.12
37.09
7
井筒设计深度
m
755.5
780..5
8
井筒净直径
m
φ5.0
φ6.5
第二节井筒地质、水文地质概况
一、地质概况
（一）主井地质
主井井检孔揭露的地层自下而上有：
石炭系上统太原组（C2t）、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、第四系+新近系（Q+N）。
从井检孔柱状来看，主井仅取芯至764.92m，其下部地层主要根据副井地层对比而得到的。
地层结构见表1.2。
1、石炭系上统太原组（C2t）
孔深730.81～764.92m，揭露厚度34.11m，未揭穿。
岩性主要由石灰岩、砂质泥岩组成。
顶部发育一层深灰色菱铁质泥岩，厚0.21m，特征明显，层位稳定，为石炭系与二叠系的分界标志层。
2、二叠系下统山西组（P1s）
孔深647.49～730.81m，厚83.32m，俗称二煤组。
岩性主要以砂岩、砂质泥岩和煤层组成，含可采煤层一层（二1煤层）。
与下伏石炭系地层整合接触。
3、二叠系下统下石盒子组（P1x）
孔深479.20～647.49m，厚168.29m，本组包括三、四煤组，岩性主要以砂岩、砂质泥岩组成。
4、第四系和新近系（Q+N）
孔深0～479.20m，厚479.20m，主要岩性为粘土、砂质粘土、细砂及砾石组成，顶部为第四系黄土。
与下伏地层呈角度不整合接触。
（二）副井地质
副井井检孔揭露的地层自下而上有：
奥陶系中统马家沟组（O2m），石炭系上统本溪组（C2b）、太原组（C2t）、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、第四系+新近系（Q+N）。
地层结构见表1.3。
1、奥陶系中统马家沟组（O2m）
孔深811.90～821.10m，揭露厚度9.20m，未揭穿。
岩性为石灰岩，顶部岩芯较破碎，中、下部完整。
2、石炭系上统本溪组（C2b）
孔深810.75～811.90m，厚1.15m。
岩性为铝土质泥岩，岩芯较破碎。
与下伏奥陶系中统马家沟组呈平行不整合接触。
3、石炭系上统太原组（C2t）
孔深742.23～810.75m，厚度68.52m，岩性主要由石灰岩、砂质泥岩及薄煤层组成。
顶部发育一层深灰色菱铁质泥岩，厚0.40m，特征明显，层位稳定，为石炭系与二叠系的分界标志层。
4、二叠系下统山西组（P1s）
孔深667.05～742.23m，厚75.18m，也称二煤段。
岩性主要以砂岩、砂质泥岩和煤层组成，含可采煤层一层（二1煤层）。
与下伏石炭系地层整合接触。
5、二叠系下统下石盒子组（P1x）
孔深481.49～667.05m，厚185.56m，本组包括三、四煤组，岩性主要以砂岩、砂质泥岩组成。
与下伏山西组呈整合接触。
6、第四系和新近系（Q+N）
孔深0～481.49m，厚481.49m，主要岩性为粘土、砂质粘土、细砂及砾石组成，顶部为第四系黄土。
与下伏地层呈角度不整合接触。
表1.2主井井筒地层性质一览表（以主检孔孔口绝对标高+102.05m为±0）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
1
黄土
7.98
7.98
39
细粒砂岩
520.90
2.58
2
砂质粘土
43.65
35.67
40
砂质泥岩
526.77
5.87
3
砾石
46.40
2.75
41
泥岩
528.74
1.97
4
砂质粘土
55.45
9.05
42
砂质泥岩
548.61
19.87
5
砾石
57.45
2.00
43
细粒砂岩
557.31
8.70
6
砂质粘土
70.15
12.70
44
砂质泥岩
568.89
11.58
7
细砂
74.80
4.65
45
细粒砂岩
573.97
5.08
8
砂质粘土
75.70
0.90
46
中粒砂岩
576.47
2.50
9
细砂
80.70
5.00
47
砂质泥岩
590.30
13.83
10
砂质粘土
82.60
1.90
48
细粒砂岩
592.91
2.61
11
细砂
84.40
1.80
49
砂质泥岩
634.27
41.36
12
砂质粘土
125．55
41.15
50
细粒砂岩
645.17
10.90
13
细砂
139.30
13.75
51
中粒砂岩
647.49
2.32
14
砂质粘土
171.85
32.55
52
砂质泥岩
658.56
11.07
15
细砂
177.40
5.55
53
细粒砂岩
660.53
1.97
16
砂质粘土
178.70
1.30
54
砂质泥岩
666.69
6.16
17
细砂
192.35
13.65
55
中粒砂岩
670.18
3.49
18
砂质粘土
200.60
8.25
56
砂质泥岩
674.69
4.51
19
细砂
207.85
7.25
57
粉砂岩
679.09
4.40
20
砂质粘土
212.30
4.45
58
砂质泥岩
688.23
9.14
21
细砂
218.80
6.50
59
煤层
688.59
0.36
22
砂质粘土
227.15
8.35
60
砂质泥岩
690.95
2.36
23
细砂
228.95
1.80
61
细粒砂岩
725.36
34.41
24
砂质粘土
235.95
7.00
62
煤层
727.29
1.93
25
细砂
259.40
23.45
63
砂质泥岩
730.81
3.52
26
砂质粘土
263.50
4.10
64
菱铁质泥岩
731.02
0.21
27
细砂
270.10
6.60
65
砂质泥岩
736.28
5.26
28
砂质粘土
331.70
61.60
66
石灰岩
738.40
2.12
29
砾石
334.65
2.95
67
炭质泥岩
738.70
0.30
30
砂质粘土
367.55
32.90
68
砂质泥岩
740.52
1.82
31
细砂
375.45
7.90
69
石灰岩
742.52
2.00
32
砂质粘土
379.65
4.20
70
砂质泥岩
746.42
3.90
33
细砂
394.80
15.15
71
石灰岩
756.00
9.20
34
砂质粘土
479.20
84.40
72
砂质泥岩
764.92
8.92
35
粗粒砂岩
489.37
10.17
73
煤层
765.23
0.31
36
砂质泥岩
510.72
21.35
74
砂质泥岩
767.95
2.72
37
细粒砂岩
514.62
3.90
75
石灰岩
771.47
3.52
38
砂质泥岩
518.32
3.70
76
砂质泥岩
775.17
3.70
表1.3副井井筒地层性质一览表（以副检孔孔口绝对标高+101.01m为±0）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
1
黄土
10.95
10.95
41
粉砂
301.40
1.10
2
砂质粘土
28.40
17.45
42
粘土
305.00
3.60
3
粘土
42.80
14.40
43
粉砂
306.60
1.60
4
砾石
44.75
1.95
44
粘土
329.45
22.85
5
砂质粘土
54.70
9.95
45
砂质粘土
330.95
1.5
6
砾石
56.30
1.60
46
细砂
333.80
2.85
7
粘土
67.45
11.15
47
粘土
335.85
2.05
8
粉砂
69.60
2.15
48
砂质粘土
348.10
12.25
9
砂质粘土
71.30
1.70
49
粘土
349.80
1.70
10
粉砂
74.90
3.60
50
砂质粘土
353.75
3.95
11
砂质粘土
77.70
2.80
51
粉砂
354.80
1.05
12
细砂
81.30
3.60
52
粘土
366.80
12.00
13
砂质粘土
101.60
20.30
53
砂质粘土
370.30
3.50
14
粘土
104.60
3.00
54
细砂
373.90
3.60
15
粉砂
106.00
1.40
55
粘土
383.15
9.25
16
粘土
125.75
19.75
56
细砂
391.25
8.10
17
细砂
136.75
11.00
57
粘土
392.65
1.40
18
砂质粘土
145.15
8.40
58
砂质粘土
394.00
1.35
19
粉砂
151.20
6.05
59
粘土
396.15
2.15
20
粘土
155.60
4.40
60
砂质粘土
397.70
1.55
21
砂质粘土
166.55
10.95
61
粘土
401.55
3.85
22
粘土
174.30
7.75
62
砂质粘土
405.43
3.88
23
粉砂
177.45
3.15
63
粘土
407.33
1.90
24
粘土
180.15
2.70
64
砂质粘土
413.99
6.66
25
细砂
192.65
12.50
65
粘土
445.73
31.74
26
粘土
199.50
6.85
66
砂质粘土
449.46
3.73
27
细砂
207.70
8.20
67
粘土
460.34
10.88
28
砂质粘土
209.66
1.95
68
砂质粘土
473.52
13.18
29
粉砂
211.60
1.95
69
粘土质砾石
481.49
7.97
30
粘土
214.20
2.60
70
细粒砂岩
485.87
4.38
31
细砂
218.60
4.40
71
中粒砂岩
493.83
7.96
32
砂质粘土
225.85
7.25
72
泥岩
498.18
4.35
33
细砂
228.00
2.15
73
粉砂岩
500.68
2.50
34
砂质粘土
236.85
8.85
74
砂质泥岩
505.39
4.71
35
细砂
256.65
19.80
75
泥岩
513.17
7.78
36
砂质粘土
269.20
12.55
76
粉砂岩
514.66
1.49
37
砾石
271.15
1.95
77
细粒砂岩
518.58
3.92
38
砂质粘土
280.20
9.05
78
砂质泥岩
534.53
15.95
39
粘土
284.80
4.60
79
细粒砂岩
538.53
4.00
40
砂质粘土
300.30
15.50
80
砂质泥岩
547.01
8.48
续表1.3副井井筒地层性质一览表（以副检孔孔口绝对标高+101.01m为±0）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
序号
名称
深度（m）
层厚（m）
81
细粒砂岩
548.17
1.16
111
石灰岩
749.64
1.49
82
砂质泥岩
551.17
3.00
112
煤层
750.01
0.37
83
泥岩
555.65
4.48
113
砂质泥岩
752.24
2.23
84
细粒砂岩
566.25
10.60
114
石灰岩
754.30
2.06
85
泥岩
571.65
5.40
115
砂质泥岩
755.65
1.35
86
砂质泥岩
579.94
8.29
116
石灰岩
764.50
8.85
87
细粒砂岩
588.76
8.82
117
砂质泥岩
772.95
8.45
88
泥岩
601.53
12.77
118
煤层
773.26
0.31
89
砂质泥岩
603.41
1.88
119
砂质泥岩
775.98
2.72
90
细粒砂岩
604.31
0.90
120
石灰岩
779.50
3.52
91
泥岩
612.49
8.18
121
砂质泥岩
783.20
3.70
92
细粒砂岩
613.39
0.90
122
石灰岩
784.97
1.77
93
砂质泥岩
642.42
29.03
123
煤层
785.32
0.35
94
细粒砂岩
649.31
6.89
124
泥岩
785.52
0.20
95
中粒砂岩
653.51
4.20
125
煤层
785.82
0.30
96
粗粒砂岩
663.95
10.44
126
石灰岩
786.70
0.88
97
中粒砂岩
667.05
3.10
127
砂质泥岩
787.99
1.29
98
砂质泥岩
677.63
10.58
128
石灰岩
788.41
0.42
99
中粒砂岩
680.23
2.60
129
煤层
788.72
0.31
100
砂质泥岩
687.29
7.06
130
砂质泥岩
793.28
4.56
101
细粒砂岩
688.14
0.85
131
炭质泥岩
793.58
0.30
102
砂质泥岩
701.95
13.81
132
粉砂岩
796.97
3.39
103
粉砂岩
705.37
3.42
133
砂质泥岩
799.44
2.47
104
细粒砂岩
736.77
31.40
134
石灰岩
802.45
3.01
105
煤层
739.13
2.36
135
煤层
802.79
0.34
106
泥岩
740.23
1.10
136
砂质泥岩
802.89
0.10
107
粉砂岩
742.23
2.00
137
石灰岩
810.42
7.53
108
菱铁质泥岩
742.63
0.40
138
炭质泥岩
810.75
0.33
109
粉砂岩
743.33
0.70
139
铝土质泥岩
811.90
1.15
110
砂质泥岩
748.15
4.82
140
石灰岩
821.10
9.20
二、水文地质概况
（一）主井水文地质
根据主井钻孔含水层组的岩性特征、埋藏条件、含水性等水文地质特征，结合隔水层的分布规律自下而上划分为3个含水层。
1、石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙承压含水层
该含水层主要由太原组上段L7-8灰岩组成，局部含少量裂隙，为了解该含水层的富水性，对该含水层进行了抽水试验，试验成果见表1.4。
表1.4抽水试验成果表
层位
（m）
含水层
厚度
（m）
降深
（m）
涌水量
（l/s）
单位
涌水量
（l/s·m）
渗透
系数
（m/d）
影响
半径
（m）
太原组上段灰岩
13.70
138.97
0.221
0.0016
0.01272
156.73
通过对该含水层抽水试验成果分析，该含水层为二1煤层底板直接充水含水层，水头压力大，据主井井检孔资料，富水性较差，水文地质条件分类为简单类型，但因岩溶裂隙发育及富水性具有不均匀性，所以在开凿井筒时还应注意防水。
水位标高+75.68m，水化学类型为HCO3·SO4–（K+Na）型，矿化度0.56g/l，对该含水层做了流速、流向测定，在745m处流速为0.37m/h，流向为东南，即135°。
水温29℃。
详细说明见《李粮店煤矿主井井检孔流速、流向测井报告》。
2、二1煤层顶板砂岩裂隙承压含水层
该含水层主要由山西组大占砂岩和香炭砂岩组成，厚度37.90m，岩性主要为细粒砂岩和中粒砂岩，具裂隙，对该含水层进行了抽水试验，试验成果见表1.5。
表1.5抽水试验成果表
层位
（m）
含水层
厚度
（m）
降深
（m）
涌水量
（l/s）
单位
涌水量
（l/s·m）
渗透
系数
（m/d）
影响
半径
（m）
二1煤层顶板砂岩
37.90
99.75
73.82
47.54
1.0
0.869
0.717
0.01
0.012
0.015
0.02923
0.03299
0.04081
170.54
134.08
96.04
通过抽水试验成果分析，该含水层为二1煤层顶板直接充水含水层，水头压力大，对井筒的开凿影响较大，要注意防水。
水位标高+103.03m，水化学类型为HCO3·SO4–（K+Na）型，矿化度0.58g/l，水温35℃。
对该
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