深水水井封闭施工组织设计Word格式文档下载.docx

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**煤业生产矿长：

**煤业技术矿长：

**煤业安全矿长：

会审意见：

王家岭水井封闭工程施工组织设计

第一节编制依据

山西************煤业有限公司为消除王家岭水井奥灰水对煤层掘进的威胁，泰安********技术服务有限公司拟对王家岭水井进行地面封闭。

根据矿方的技术要求及结合合同约定编制本施工组织设计。

第二节工程概况

一、地层概况

本矿主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。

可采煤层4、5号煤层位于山西组，8、9号煤层位于石炭系太原组。

（一）石炭系上统太原组

8号煤层位于石炭系上统太原组下部，直接顶板为L1灰岩，底部为砂质泥岩、泥岩、煤线、细砂岩，其中K1砂岩为标志层，与下伏本溪组地层整合接触。

（二）石炭系中统本溪组

该组地层平均厚度29.6m。

主要岩性砂质泥岩、石灰岩、细砂岩、和铝质泥岩。

本组与下伏奥陶系峰峰组地层平行不整合接触。

王家岭水井位置8号煤底板与峰峰组距离为74m左右，其中太原组地层44m，本溪组地层30m。

（三）奥陶系中统峰峰组

该组地层在本井田未完全揭露。

根据区域地质资料，该组地层厚度110m左右，岩性石灰岩，块状构造，致密坚硬，裂隙较发育，裂隙为方解石充填，含黄铁矿。

上部为中厚状石灰岩，质较纯，夹薄层角砾状泥灰岩、泥岩；

中、下部为泥灰岩、灰岩，含脉状及纤维状石膏3-5层；

底部多为角砾状泥灰岩及角砾状灰岩。

根据区域抽水资料，单位涌水量最大为0.46L/s.m，渗透系数最为1.97m/d，但在本区富水性较弱。

（四）奥陶系上马家沟组

该组地层在本井田未揭露。

根据区域地质资料，上马家沟组一般厚250m左右，最小122m，主要由灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩组成。

据钻孔资料揭露，访组岩溶较峰峰组明显发育，富水性显著增大，钻孔单位涌水量最大4.13L/s，渗透系数最大3.5m/d。

二、水井概况

由于资料缺失，王家岭水井施工时间资料不详，只能测井后根据数据进行确定地质层位和井内套管情况，（目前参照大东庄水井资料分析，该井深590m，根据地质资料分析，4号煤底板深度144m，8号煤底板深度204m，峰峰组顶界面深度280m，上马家沟组顶界面390m。

套管情况不详）。

具体施工还要以测井数据为准。

第三节封闭工程主要目的任务

通过地面注浆，封堵水井取水层段及套管外环间隙，隔离奥灰水，消除水井给采掘带来的水患威胁。

第四节封闭工程技术要求

一、使用钻具冲扫至井底处，进行注浆，对峰峰组以下水井取水层段进行全孔封堵。

二、在峰峰组中部、峰峰组顶界、8号煤底板10米处进行割管，割管位置以测井数据为准，用井口灌压法验证套管外壁与出水点是否联通，并注浆全孔封堵（全孔使用525号水泥），井口压力6Mpa。

三、做好原始记录，编制封堵设计，做好封闭施工总结报告。

四、封闭施工总结报告包括内容：

原始记录表、封闭施工组织设计及施工总结。

第五节封闭工程施工组织安排

一、设备选择和施工人员安排

根据封闭工程技术要求、工期要求及该区地层情况确定采用的主要设备有TXB-1000A型钻机1台、90kw和50kw电动机各1台、NBB-250/60型泥浆泵1台、17米加重A型金属钻塔施工1套。

主要施工机械设备表

序号

机械或设备名称

型号规格

数量

产地

制造年份

额定功率（Kw）

生产能力

1

钻机

TXB-1000

石家庄

2003

Φ108mm径钻进1000m

2

泥浆泵

NBB-250/60

2002

额定压力6Mpa,流量250L/min

3

电机

上海

2010

120

4

2011

50

5

钻塔

17m

泰安

2009

6

2008

7

施工该项目由一名项目经理负责全面指挥，并按施工需要配备以下主要施工技术人员和钻机施工人员，详见下表。

主要施工管理人员表

名称

姓名

职务

职称

主要资历、经验及承担过的项目

项目经理

张德昌

经理

工程师

承担过多项大型勘探、注浆项目。

技术负责

杨青华

副总工程师

高级工程师

承担过多项大型勘探项目主管，主编多件大型地质报告。

施工管理

毕杰宝

承担过多项大型勘探项目施工负责。

质量管理

佟永杰

承担过多项大型勘探项目技术负责。

材料管理

李开峰

技师

承担过多项大型勘探项目材料负责。

计划管理

李振

承担过多项大型勘探项目计划管理。

安全管理

郭长治

技师

承担过多项大型勘探项目安全负责。

劳动力计划表

单位：

人

工种级别

按工程施工阶段投入劳动力情况

安装整备

扫孔施工

数字测井

注浆

封孔

拆卸搬家

资料总结及提交

钻探技术员

地质技术员

机长

副机长

泥浆管理员

机械维修工

炊事员

钻探工人

10

安装工

8

水文技术人员

采样技术人员

汽车司机

二、启封结构

先用外径Φ110mm的普通钻头开工冲扫至孔低，用取芯钻头取岩芯一次。

验证是否孔低。

验证后进行测井解析孔内地层和套管具体情况。

并进行割管和封闭。

三、钻具组合

钻头→配套防斜保直器→Φ68mm钻铤→Φ50mm钻杆→立轴。

四、地面注浆的参数选择

（一）注浆压力

据地质资料，含水层对8号煤层底板最大静水压力为2Mpa，故注浆终压一般取静水压力的2倍，即孔口压力4Mpa。

（二）注浆材料的配制

1、浆液种类

暂定以水泥浆液为主体，可适当添加速凝早强剂（氯化钙）。

若注浆实施过程中，受浆量很大时，不排除采用砂浆泵压注水泥砂浆液，或者采用特种水泥材料。

2、浆液的配制：

水泥单浆液采用水灰比为：

1.8:

1、1.5:

1、1:

1、0.7:

1四种。

3、添加剂的使用：

先用氯化钙配制成50%的溶液，然后以5%的比例拌入配制好的水泥浆。

（三）注浆拟选用的主要工艺

1、根据钻探揭示的实际地质及水文地质条件，对裸孔段采取压力注浆。

2、依据注浆前压注水取得的水文地质参数，合理选择浆液浓度。

3、当受注浆量很大时，可改注水泥砂浆液或特种水泥液。

4、根据注浆情况水泥浆液中也可添加最佳配比的5/万的三乙醇胺和5/千的工业盐，做速凝早强剂。

5、注浆前、后，必须作压水试验。

注浆前进行压水试验，以检查注浆机具及注浆管路的运行状态是否正常，并可以为确定注浆参数提供依据。

注浆前要进行连通试验。

6、注浆均采用先稀后浓的水泥浆液注入，直至达到注浆要求。

工艺流程图如下：

水泥：

水——→搅拌——→储浆桶↓

注浆泵

↓

输浆管

↓——→注浆井内

（四）注浆作业

1、注浆前对注浆设备，搅拌和管路系统进行试运转和耐压试验，看其能否满足最大压力、最大流量，调节装置是否灵活，以保证注浆顺利。

2、注浆程序：

将吸浆笼头放入清水桶，打开放浆阀门，启动注浆泵电机，调节注浆泵档位，看压水正常后，方可使用。

开始压注清水，20分钟内无异常现象，可将吸浆笼头移到水泥储浆桶，压注单液浆。

水泥浆的浓度一般先稀后浓，即水灰比可从1.8∶1～1.5∶1～1∶1～0.7∶1，当浆液在裂隙中沉析、充填阶段时，注浆一定时间（30～40分钟）压力不升，进浆量不减时，应逐级增加浆液浓度或加注双液浆（并逐步调整配合比加快凝固期），当注浆压力达到4Mpa时，停10分钟后，再注浆马上达到4Mpa时，即为注好，否则继续再注。

注浆结束时，先将吸浆管笼头移到清水桶，压注适量清水（仅为注浆管路内容积的90%），然后处于静压状态，停止注浆，等待浆液凝固。

3、在注浆过程中，若发现泵压波浪式上升，吸浆量相应地减少，预计达到终压而不影响浆液注入量，说明注浆情况正常，可不必调整浆液浓度。

4、注浆过程中，经加大浆液浓度或使用双浆液注浆，注浆已达到预计注浆效果，应停止注浆。

5、注浆结束后，待浆液凝固48小时后，立即拆卸孔口管阀门，并认真清洗干净，以备再用。

（五）注浆机司机注意事项

1、开泵后要集中思想，时刻注意压力的升降情况，及时调节档位，发现异常马上停泵处理。

2、如果停泵时间过长，特别是双液注浆时，停泵后立即冲洗管路。

3、在处理堵管及泵时，特别要注意带压力的管路不准对人。

拆开时人员要站在开口的侧面，避免压力浆液喷出伤人。

4、注浆过程中，发现压力骤然上升或浆液耗量突增，应立即停注，查明原因，处理后再恢复注浆。

五、施工工艺

1、施工顺序

①用外径Φ110的钻头冲扫到孔低。

②取芯一次，验证是否到孔底，如果到孔底可进行测井。

③冲洗水井，使其干净，不含岩粉及杂物。

④对裸孔段进行注浆，注浆48小时后检查封堵效果，合格后进行下一施工步骤。

⑤在峰峰组中部位置进行割管，判断割管成功后进行压力注浆，注浆24小时后检查封堵效果，合格后进行下一施工步骤。

⑥在峰峰组顶部位置进行割管，判断割管成功后进行压力注浆，注浆24小时后检查封堵效果，合格后进行下一施工步骤。

⑦在8号煤层地板10米位置进行割管，判断割管成功后进行压力注浆，注浆24小时后检查封堵效果，合格后全孔封闭。

注浆采取上行式、水泥浆先稀后稠（水泥：

水=1:

1.8-0.7）注浆方式，以防浆液通路提前堵塞影响注浆质量，注浆材料选用普通硅酸盐水泥标号

2、冲扫方法及冲扫技术参数的确定

根据本井实际情况，原封堵水泥采用硬质合金无芯钻进，其详细钻进方法及技术参数见下表。

冲扫技术参数选择表

地层

钻进方法

扫孔参数

钻压（kg）

转速

（rpm）

泵量

（L/min）

水泥

硬质合金无芯钻进

1200

70

150

3、钻孔护壁

采用“聚丙烯酰胺+聚丙烯腈+Na2CO3+KHm+膨润土”配制的不分散低固相泥浆护壁，其性能要求漏斗粘度18～20秒，失水量小于10mL/30min，密度小于1.07，PH值8～9。

在钻孔施工中钻场应配有粘度计、比重计、含砂量杯、失水仪及PH值试纸等简易泥浆测试器具，以便及时检查测试泥浆性能。

根据泥浆性能变化加入适量的处理剂以调整泥浆的性能至要求范围。

对泥浆的性能，在正常情况下每班至少测定一次；

调整前及调整后还应各测一次，并将性能指标数据如实填入泥浆性能测试表中。

为净化泥浆，循环系统采用长槽大池除砂，循环系统的总长度不得短于20m，其宽度为0