11年地质施工管理讲稿文档格式.docx
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①地层发育情况:
层序,时代,接触关系,火成岩,煤层,组段层厚和深度,标志层;
②构造发育情况:
断层,褶皱,地层产状、陷落柱等;
③煤岩层发育情况:
可采煤层的层位,深度,厚度,结构,顶底板岩性及煤质特征;
④水文地质条件:
含水层,漏水层,隔水层等岩性,层位,深度;
⑤其他:
工程力学要求,以及煤样,岩样,水样,工程力学样的层位,数量等。
2.熟悉的方法:
①阅读已有地质资料,设计,地形图,底板等高线图等
②野外地质观察
③建立整体的地质工作概念
第二节孔位踏勘
1.确定孔位:
到孔位处查看并观察其周围环境,看地形、地物、露头,建筑物,高压线,道路、山地坡度,雨季雨水冲刷情况等。
用手持GPS进行初定孔位,在规定的许可范围内。
2.孔位调整:
孔位确定后一般不得改动。
有下列情况之一的,可以移动孔位,但是,必须经过批准。
①原孔位坐落于湖泊、河流、河道保护带、雨季泄洪区、水库水坝保护区;
②原孔位坐落于铁路、公路、公路保护带、高压线下(30米以内);
③原孔位坐落于建筑物或居民区附近(噪声70分贝以上区域内);
④原孔位坐落于军事禁区、地下采空区或巷道、地下管道保护带等
⑤原孔位施工出现事故无法处理,不得不移动重新施工;
⑥其他原因:
陡砍、冲沟内、无法修路地段、工农关系紧张地段(坟头上)等。
一般移动距离为50米以内,且尽量延勘查线方向。
移动距离和位置要能够满足设计要求,即新孔位要保证在规定线距和孔距范围内,能够圈定符合规范要求的储量。
第三节编制钻孔地质指导书(钻孔设计书)
不同的勘查单位对钻孔设计书的要求和侧重点有所不同,简繁程度也不一样,但要求不能降低。
1.文字说明
1)目的和任务:
一般应明确钻孔是地质孔、构造孔、基准孔、参数孔等。
2)质量要求:
一般分为两项要求:
地质要求和钻探要求。
地质要求主要有:
A煤岩芯采取率要求;
B原始记录要求;
C钻具丈量要求;
D孔斜要求;
E简易水文要求;
F封孔要求;
G特殊要求;
测井、采样、专门水文地质、工程地质要求、煤层气有关要求等。
一般文字叙述要简明扼要,说明要求项目,依据要叙述清晰、具体。
钻探要求主要有:
钻探施工注意事项,如:
泥浆、钻头、压力、转速、孔内特殊情况的处理与预防措施,安全生产、钻场文明环境、各个岗位职责要求等。
2.钻孔地质预想柱状图
实际上是将不易用文字情况的目的任务,用图的形式表现出来,便于钻机掌握。
方法:
a勘探线剖面图定柱法
b煤层底板等高线图定柱法
c开孔层位定柱法
钻孔设计的编制一般由地质组长分配具体编制任务,采用新同志由老同志带着编制,课上不好讲清楚如何编制。
第四节开孔验收
1.验收前:
确认钻塔竖起,设备运转正常,“三通一平”(电,水,路,场平)
2.验收组成员:
项目经理、技术负责人,机长,地质组长,钻探技术人员,地质鉴定员,投资人甲方、监理和钻机全体员工
3.验收内容,按煤炭地质钻探规程有关内容执行
①钻探机械安装情况(钻塔稳定与直立情况、三点一线、设备运转)
②泥浆循环系统(包括泥浆池、泥浆槽、水槽、水箱、沉淀池)
③施工钻具(钻铤、钻杆,钻头,各种工具,各种记录纸张、岗位责任制和安全标识牌)
④相关材料(泥浆材料、油料、水泥等)
⑤三通(电,水,路,场平)
⑥安全设施与施工环境情况(灭火器材和消防器材,场地环境与条件等)
⑦其他(三班人员数量、组成,人员能力与职责明确情况,持证情况)
4.参加钻孔开工会
鉴定员要与钻机机长、三班班长、钻工互识,鉴定员主要是下达钻孔设计书,并进行地质技术交底,按钻孔设计书内容讲述地质工作要求及注意事项。
安全生产要求一般由项目经理交代。
第三章钻进过程中的地质管理工作
第一节钻探的取芯和记录
岩煤芯的取芯是煤田勘探钻孔工程质量的核心,岩煤芯采取的质量好坏,直接影响到钻孔质量,地质构造的推断,资源的评价,报告的质量。
鉴定员的重点工作任务之一是监督指导钻机工作人员取全取准岩煤芯,达到质量要求。
因此,管理好取芯工作十分重要,我们要了解取芯和相关记录。
1.取芯:
就是钻机将钻杆加压钻进入地层内,下入卡料厚,卡断岩芯,从孔内提升上来,到地表,岩煤芯均为圆柱形,一般岩心管为外径89mm,取出的岩心外径75mm左右。
2.煤岩芯的提取编号:
(由钻机小班记录员完成)
A一般用回次小票记录后,粘贴在岩煤芯的末端处,其内容见山东三队小票(小票的孔深,取量,必须与班报一致)
B岩芯编号:
一般用红漆在岩芯上从上至下依次编写顺序号图
岩芯排列要体现岩层上下自然顺序,每行均为从左至右排列,但对岩芯编号的同时,必须在班报上记录取芯数的岩芯块号。
C入箱暂存,箱外有勘查区名称,孔号,箱顺序号。
一般89mm直径的岩箱,一箱填满后芯长为4.80m。
第二节残留岩芯的判断
1.何为残留岩芯图3个
顾名思义,残留岩芯就是在孔内本回次应提取而未提取出来的岩芯。
一般残留岩芯的长度<正常的回次提取量
或>正常的回次提取量
2.为什么要判断残留岩芯图
残留岩芯是计算岩芯采取率,判断换层深度的重要依据
尤其在打煤的第一个回次。
十分重要
3.如何判断残留岩芯
无残留的标志:
1)上回次屋残留,本回次进尺量=取芯长度
2)岩芯底部的形态:
岩芯突出芯管,底部直径稍大
3)岩芯底的平齐:
无磨损,卡的紧
存残留的标志:
①回次采取率低,本回次可能有残留
②回次采取量>回次进尺上回次存在残留
③下钻时不能到孔底,要扫孔
4.计算残留芯长长度
本次残留芯长=(本次进尺量+上次残留量-本次岩芯实长)/估计回次岩芯采取率
鉴定员一般实际工作中,根据取上来的残留芯形状,量其长度
5.取芯和采长的测定(一般依分层划分而定)图
第三节钻探记录的检查
1.小班报表检查(小班记录员或大班记录员做)
钻时、上余,加尺,减尺,使用的钻头型号,进尺,累计深度,取芯记录,判层深度,钻具全长、孔内其他作业(扩孔,冲孔,下套管,调浆,维修,事故处理等)
交接班签字,及有关事宜记录
注意:
孔深=钻具全长—机高—上余
2.岩芯检查
排列顺序,回次进尺、采长、孔深,小票记录或块号是否对应班报有误,发现问题及时纠正。
3.及时向上级汇报生产情况
第四节简易水文地质观测工作
简易水文地质观测是利用煤田勘查钻孔施工中观测的孔内水位、泥浆消耗量,漏水涌水(突水)等数据的编录,获取简易的水文资料,为水文地质工作提供一些参考数据。
1.一般要求:
岩芯编录时,要做有关水文地质特征的描述,记录,如裂隙漏水,溶洞,空洞的深度、形态和大小,以及裂隙产状、发育程度、充填情况等。
观测次数,一般取芯钻进不低于应观测数的80%
无芯钻进不低于应观测数的85-90%
观测点要分布合理和连续,一般按设计要求确定观测次数
2.观测方法
1)消耗量观测
A消耗量指纯钻进时间段内,消耗的冲洗液(泥浆、清水等)正常钻进时每小时观测的泥浆池液面下降数值。
正常钻进时每小时观测一次,不足一小时的回次,每回次观测一次。
发现漏失时,应每10-30分钟观测一次,但要开大至最大泵量,求取最大消耗量。
一般记录的是泥浆池液面下降的数值,记录小数后两位,如-0.02。
B观测方法,钻具下至孔底,冲洗液流到泥浆池后,开始观测,此时为原有量。
开始钻进后,每小时观测一次,直至本次钻程结束,观测的数值均为现有量。
钻进过程中加入池内的冲洗液数量为新增量。
消耗量=原有量+新增量-现有量
2)水位观测(回次水位),用测钟观测孔内液面距孔口的深度。
A新规程规定以清水为冲洗液的钻孔中,每小班至少观测水位一次,每观测回次中,应在提钻前、下钻后各观测水位一次,时间间隔应大于5min。
采煤,事故,扫孔,起下套管不测。
B.水位深大于100米可以酌情处理
C.停钻时间较长,每2小时观测一次,稳定后4小时观测一次,
D.记录深度,小数点后2位,如47.78米。
E以泥浆为冲洗液的钻孔不要求观测回次水位。
3)稳定水位或近似稳定水位观测,由专业水文人员按设计要求完成
严重漏水层位和涌水层位,要记录其孔深和深度段
4)涌水量观测(一般由水文人员完成)
涌水后提钻,记录孔深,套管长度,在孔口接长套管,观测涌水量及水头高度
涌水量小时,用水桶,秒表,计算流量
涌水量大时,水文人员专门测量。
使用水头高度和套管内径数值,查表计算。
第五节岩煤芯的采取(包括顶底板)
岩煤芯采取率是钻孔质量的重要指标,《煤炭地质勘查钻孔质量标准》MT/T1042-2007有明确要求,岩煤芯采取率是勘查设计书中必须明确的内容。
采取率=(取芯长度/分层厚度)×
100%。
注意采取率不应>100%,煤芯有重量采取率
1.岩芯采取
1)方法:
A下河砂卡料去取芯法
B.卡簧取芯法
C.无水泵孔底板
上三种为单管取芯法
D.双层岩芯管取芯法
E.绳索卡簧取芯法
2)钻孔取芯的要求:
不同勘查阶段,不同地质条件,不同的生产建设需要,对取芯有不同的要求。
确定岩芯采取率时,要保证达到地质目的、实际需要和技术可能。
一般要求的范围在30-70%,风化带、断层破碎带30%以上,一般层段50%,含煤岩系70%以上。
当要做工作力学试验时(采样),岩芯直径不能<70mm,采取率要达到70-85%以上,取芯管外径≥89mm。
另外,基准孔、井检孔、水文孔、煤层气孔有规范要求专门的采取率。
普查阶段一般要求采取率高,地层要达到70%,煤层要达到90%。
另外,不同的勘查单位,对第四系中的冲积层,粘土层,砾石层,砂层要求可以不同,但是,需经过投资人批准。
2.煤芯及其顶底板的采取
1)煤芯采取率的要求与计算方法
A煤层的长度采取率不低于75%
B重量采取率不低于60%
C煤芯要结构清楚不破坏,不污染,不燃烧变质,不混入杂质(泥浆等)
D重量采取率计算
重量采取率=选样重量/(煤层伪厚×
每米厚度应有的煤芯重量)×
100%
E煤层中的夹矸层的处理按采样规程执行
夹矸分层可否单独计算重量采取率,按照采样规范执行
2)对煤芯的采取要求:
顶末:
初见煤,煤层顶板下底界面深度
底初:
止煤后,煤层底板上界面深度。
A顶末回次,底初回次,岩煤芯缺失量要求:
薄煤<1.3m顶末回次和底初回次岩煤缺失量总和,不得>0.30m,≯0.30m合格,≯0.20优质
中厚煤1.30-3.50m顶末回次和底初回次岩煤缺失量总和,不得>0.40m,≯0.40m合格,≯0.30优质
厚煤层>3.50m顶末回次和底初回次岩煤缺失量总和,不得>0.50m,≯0.50m合格,≯0.40优质
实际工作中,上述顶末底初是为了控制煤层的顶深度和底深度,达到控制煤深度和厚度目的。
现在使用数字测井,能够准确测出顶末深度和底初深度,可以不使用上述要求。
但要符合下列要求:
B煤层伪厚的确定:
即依靠钻探和测井两者结果比较
薄煤<1.3m两者厚度相差≯0.20m,≯0.20m合格,≯0.10优质
中厚煤1.30-3.50m两者厚度相差≯0.30m,≯0.30m合格,≯0.20优质
厚煤层>3.50m两者厚度相差≯0.40m,≯0.40m合格,≯0.30优质
C>3.50m厚煤层,采煤中任何一个回次采取率不得为零,为零者,降一级
D取煤计算重量采取率,煤样要干净并风干,称重
煤层采取率要求,投资人可以提出高于MT/T1042-2007的要求。
3)采煤工具:
主要用取煤管
第六节见煤前后的地质管理工作
1.下达见煤预告书:
①何为见煤预告?
(见见煤预告书样表)
目的:
控制煤层的采取按规程进行,达到取全取准
形式:
以文字文书的形式告之钻机在一定的深度、层位间距内(一般10-20m)可能遇见某个目的煤层(一般是可采煤层),叮嘱钻机,按规程要求取煤。
②如何下准见煤预告
A掌握勘查区的地质规律,尤其是煤层的变化规律(做好三边工作)
B切实做好岩煤层的对比工作
C加强钻孔施工过程中资料的研究和整理(尤其是邻近钻孔)
2.现场守煤(这是工作职责)
鉴定员坚守钻场,查看钻机,在见煤预告的深度段内钻进,遵守以下规定:
①新规程规定取煤的第1回次≯0.5m。
一般规定合理的回次进尺为第1回次≯0.3m,第2回次≯0.4m,第3回次≯0.5m,总之,顺利进尺深些,不顺利浅些;
②顶板使用硬质合金钻进(现在也有用金刚石、复合片钻进,地层坚硬时);
③控制泵量,取好顶板;
④注意进尺与孔底压力变化,要有压力要求,一般300KG,必要时控制转速;
⑤注意泥浆质量调好泥浆,适合于打煤的粘度;
⑥取顶板时,严禁下金属卡料卡岩芯。
3.取煤芯注意事项
①要用取煤管,安装取煤管前要仔细检查,尤其是卡簧;
②钻进时注意,起钻时:
太软、不进尺、泵堵、钻具突然下降等情况异常预防;
③见煤和止煤要丈量钻具全长,以便准确确定见煤止煤深度和煤层厚度。
4.填写取煤记录报告书和采取煤样
取煤报告书的填写方法:
按回次如实记录,图文并茂,包括顶末底初、深度、厚度、回次缺失量。
采取煤样要按采样规程办理。
可以请煤质人员协助。
第七节钻孔偏斜(也称钻孔弯曲,简称孔斜)
孔斜是指钻探施工中钻机轴线偏离设计轴线形成一定的角度。
图
α钻孔方位角
θ钻孔顶角(天顶角)
L钻孔孔深
孔斜种类有三种:
——天顶角偏斜
——方位角偏斜
——两种都有常见
1.孔斜的危害
①影响地质资料的准确性:
计算储量减少,储量级别降低,影响地质构造的分析。
②孔斜给钻探施工造成困难:
钻进阻力大,钻机消耗增加,钻压稳定困难,起下套管困难,易发生孔内事故(形成拉槽、卡钻、跑钻、断钻具等)。
钻进效率降低。
③浪费人力,物力,财力,延误工期。
2.钻孔偏斜的原因:
1)钻探技术上的原因
2)钻探操作上的原因(最常见的)
3)地质上的原因(邯峰地区刘家沟组地层是个典型例子)
知道三个原因就够了
鉴于孔斜会影响钻孔质量,所以对孔斜在质量上有一个限度要求,超过这个要求要纠斜。
3.孔斜质量要求(《煤炭地质勘查钻孔质量标准》MT/T1042-2007)
孔深
甲级
乙级
≤300
3°
5°
≤800
8°
11°
30′
≤400
4°
6°
≤900
9°
12°
≤500
≤1000
10°
13°
≤600
≤1100
14°
≤700
7°
≤1200
15°
注:
大于1200米每百米增加2°
。
4.孔斜的测量方法和要求
为了防止孔斜要按规定进行测斜,以便早发现早防止早纠斜。
1.常见的两种方法:
氢氟酸法、测井中的测斜仪法
2.一般要求
中间测斜:
A冲积层厚时,见基岩后
B下套管后
C钻孔换径或扩孔后
D穿过岩溶段和断层破碎带
E主要可采煤层上下
F设计要求的一定的间隔距离内
终孔测斜(确认钻孔轴线的空间展布状态,为计算孔深,绘图,计算储量,等提供参数)
终孔测斜一般使用电测井(数字测法)连续进行测量天顶角和方位角。
一般要求每间隔50米纪录一组测斜数据。
第八节孔深误差及评差方法
钻探中,孔深量值是靠钻具的记录长度来反应的。
孔深误差:
即钻进到某一深度后,钻具长度反应的累计深度值与实际钻孔深度值之间的差值。
1.孔深误差产生的原因:
①钻进过程中加减尺的误差:
尺子不标准,计算不准,记录有误
②第二种误差:
人为估计,没有准确测量;
处理孔故后未丈量全长
③钻头磨损造成的误差
2.丈量钻具全长
方法:
把钻具拉起,悬空丈量,量一根记一根长度,一般结合上下钻具一起进行
丈量全长的要求:
A每100米一次
B见基岩一次
C可采煤层顶末底初一次
D>3.5厚煤的见煤止煤各一次
E见断层一次
F孔内事故一次
G钻具更换时一次
计算全长方法:
实测孔深=实测钻具全长-机高-机上余尺-钻头磨损
实测钻具全长=钻杆和钻钻铤立根长度总合+单根+立轴+岩芯管+钻头
3.平差方法及要求
新规程规定孔深误差的质量标准是孔深误差≤1‰时,不修正报表;
当误差大于1‰时,应再连续丈量两次,三次结果均大于1‰时,找原因,在找到原因区段内加尺或减尺,同时进行平差和修正报表。
1)评差方法区段平差及校正方法
孔深误差率={(校正前孔深-校正后孔深)/校正后孔深}×
1000‰
也=(孔深误差值/本次实测孔深数值)的绝对值×
孔深误差=实测孔深-累计孔深
+为正值一般加上一定的进尺差值
-为负值一般减一定的孔深差值
各岩层的平差值(±
)ΔMi=Δx/(M2-M1-H)×
mi
Δx——孔深误差
M1——上次实测孔深
M2——本次累计孔深
H——不参加本次平差的岩(煤)层钻探伪厚度的总和
mi——参与平差的各分层平差的钻探伪厚度。
各岩层平差校正后的钻探伪厚度:
x=mi±
Δmi
平差实际要求是合理平差:
即找到原因后,可平差误差值的一部分或全部值。
如误差值为+1.51米取平差的误差值可以定+0.80米,最好全部平差。
一般要根据勘查区,钻探工作情况平差
2)基本要求:
A可采煤层不平差
B不要在集中在某一分层,或小区段或一个小班内平差
C误差值为负值时,平差的钻探伪厚≮岩芯采长之和
D平差后,全部岩煤层的钻探伪厚度总和应=钻孔实际深度
E平差后及时更正相应记录数据
F可以不超差时平差(目的是消除累计误差),100米/一次。
第四章终孔后的地质管理工作
一般讲,终孔是指钻孔达到了设计要求的钻孔层位及深度后,不再继续钻进,终孔必须经项目经理或项目技术负责人批准,经过甲方及监理确认。
第一节终孔前的准备工作
1.下达终孔通知书
A地质人员确认,钻孔已达到设计要求的层位深度,钻探地质目的已达到
B项目负责人批准和甲方及监理确认
C下达终孔通知书
2.终孔丈量钻具全长和测井
3.测绘简易钻孔柱状图:
1:
200简易柱状图。
表明煤层深度,标志层深度,孔内坍塌深度,泥沙层深度段,涌水、漏水深度段,井斜深度段,拉槽深度段等,防止测井时发生事故(探管掉落孔内)。
第二节协助测井
1.注意检查孔内是否通畅
2.协助测井解释技术人员:
A将钻探取煤见煤止煤深度情况告之,便于测井人员划分确定深度厚度
B依据现场测井解释成果,确定对打丢煤层放炮,取样进行定性或取样化验,或者采取补煤,即刻向钻机交代。
第三节终孔验收
1.现场初步验收:
包括:
A对全部岩芯、第四系、煤层进行复查
B根据测井成果确定煤层见煤点的级别
C封孔前,确认钻孔的各种质量问题已解决,不存在钻探需要解决的问题
2.竣工最终验收
由钻探、水文、地质、测井等各方向人员共同进行,主要是资料验收。
第四节封孔
钻孔封闭的质量好坏,直接关系到今后矿井的安全生产
钻孔封闭质量不好,会使钻孔成为通水到矿井和渠道。
1.钻孔封闭的三种情况:
1)不封闭钻孔(长观水井暂时不封、露天煤矿钻孔一般不封闭)
2)仅封闭钻孔口的钻孔(吴桂桥一个孔,全部是火山碎屑岩)
3)严格封闭的钻孔,按设计要求,提出封孔设计,有分段封闭和全封闭
2.封孔的方法及要求:
1)要求:
A煤层段顶底板封5~10m范围,现在有要求100m
B第四系与基岩面界面附近20~30m
C孔口向下5~10m
D钻孔封闭段的确定,还要根据勘探区实际情况而定,一般含水层段,漏水层段,煤层和有益矿产层段都要封,封闭段之间用粘稠泥浆灌孔。
2)方法(不讲由钻探人员确定)
需要注意的是:
PH值≮4
a)
水泥砂浆的配比,一段水泥:
沙子:
清水=1:
2:
0.7~0.9
b)新规程规定水泥标号一般不低于42.5R(强度)
c)
问答题
封完孔后,再注意要留砂浆样
d)封完孔后,孔口要设标
明标和暗标两种
3.下达封孔通知书,编制封孔报告
封孔通知书的的地质部分由鉴定员编制包括:
示意柱状图表明应封闭段的深度和区段厚度,其他由钻探人员编制。
封孔报告由钻探人员按实际封闭情况如实记录和绘制示意图
第五章钻孔地质资料的编录与整理归档
第一节鉴定员再地质资料编录和整理中的主要工作
1.岩、煤芯的分层鉴定(专门讲)
2.岩、煤芯计算采取率
3.计算岩、煤层的换层深度与厚度
4.确定地层倾角,计算岩、煤层真厚
5.收集检查钻孔的各项原始资料
6.钻探与测井资料的综合评价与选用
第二节岩、煤芯采取率与计算
岩、煤芯采取率高,地质资料可靠性高;
岩、煤芯采取率低,地质资料可靠性差,这时,要充分利用测井资料。
岩芯采取率计算有三种形式:
1.回次采取率(图)
回次采取率=
×
:
回次岩芯采取长度之和
LA:
回次进尺
LB:
本回次残留岩芯长