矿山主井竖井回风井勘察施工方案Word文件下载.docx

1、*矿业有限公司拟进行*主井、副井和回风井岩土工程地质勘察工程。工程地点位于*，地理位置优越，南接*，北接*。竖井多位于丘陵坡地的下段，地势较平坦，呈西高东低。各竖井设计情况见下表。各竖井情况一览表竖井编号坐标设计井口标高（ m ）井筒深度（ m ）井筒直径（ m ）备注XY1号主井*6水文+工程孔1号副井9.5工程孔1号回风井8 1.2 地质条件1.2.1 矿区地质概况*位于*成矿带东部，*东段，周边大型铁矿密布。区内为基岩分布区，地质构造复杂，变质变形作用明显，岩浆活动频繁。出露地层有*，下*，上远古*，古生界及新生界第四系。区内岩浆岩比较发育，主要有太古代花岗岩（片麻岩）、古元远古宙基性岩

2、和中生代早白垩世花岗岩。区域地质构造主要为不同旋回，不同构造地层中的褶皱和断裂构造，区域上代表性的断裂为*。1.2.2地层岩性根据铁矿的地质勘探资料，竖井附近主要地层情况如下： 第四系全新统堆积层：主要由黄褐色粘土、粉土组成，夹少量砂、砾石，局部含岩石碎块，厚度不大，结构松散。新远古代*：岩性主要为*石英砂岩、粉砂岩、泥灰岩，厚度196562m。 新远古代震旦系：岩性主要为*，最大厚度约560m。 下部的变质岩：属于*，总体走向北西325，岩层产状较陡，倾向西南，倾角8009，为一套近直立岩层。岩石种类有：绿泥石绢云片岩、条带状（含铁）石英岩、变粒岩等。1.2.3地下水根据已有地质资料，区域内

3、的含水层主要为第四系孔隙含水层、基岩风化裂隙含水层、裂隙承压水和构造裂隙含水层。现对区域地层的含水特征描述如下： 第四系土层：竖井附近第四系较薄，并且地表土层以粘性土为主，该层赋水性弱，应为弱含水层。从现场踏勘情况看，井口位置第四系较薄，几乎不含地下水。 上部沉积岩裂隙水：浅层水静止水位埋深约16.8m，厚度300m左右，含微弱裂隙潜水，主要赋存于桥头组和南芬组岩层中，渗透系数约0.130.39 m/d。 深部变质岩基岩裂隙承压水：静止水位埋深约4.8m，主要赋存于*，渗透系数约0.71 m/d。2 人员配置2.1.项目经理及组织管理机构设置2.1.1项目经理根据本工程的情况和我公司的综合能力

4、，决定派有多项类似各层管理经验的项目经理 *担任本工程的项目经理。2.1.2组织管理机构结合本工程特点及工序要求组成专门的项目部，其组织机构见图1：图1：组织机构图2 .2 各部门职责及人员组成按照投入3台套XY-7型钻机，我公司计划投入47人。人员调配及主要岗位职责见下表。项 目 部 人 员 配 备 及 职 责 表 机构岗 位人数主 要 职 责项目部主人员要项 目经 理1主持全面工作，对工程质量、安全、工期、成本负责副经理主抓钻探施工管理，负责钻探工艺，工序之间协调总 工主管地质技术管理工作，对工程质量，工艺水平负责，同时负责与甲方联系技术组编录技术员3负责机台编录和技术管理，技术操作监督指

5、导，技术指标检测；负责样品质量和试验安排 水文测试抽水试验、简易水文观测施工机 长负责钻探、设备安全、钻探工艺技术，协调机台工序关系班 长钻机操作，机台原始记录报表填写，掌握钻探速度钻 工27协助机班长做好钻探工作，钻机日常维护维修维修工负责设备维修保养，施工过程中设备总检维修电 工负责电器安装维修，电器安全使用电气焊工协助机班长做好钻机维修后勤采购员负责工器具及物品的采购厨 师负责后勤伙食卫生总计3 机械设备配置施工机具配置本工程所配备的设备和器具详见下表：投 入 机 具 配 备 一 览 表 设备名称型号数量（台）制造国或产地制造年份钻 塔14.5郑州2008钻 机XY-7连云港50kW绞

6、车JS100010kW发电机120KW上海2007水 泵BW25015kW测斜仪XJL42配电箱自制空压机12M3南京抽水试验潜水泵80米扬程24 施工进度计划4.1工 期 目 标本工程的工期为*天。4.2钻 探 进 度 计 划对于本工程，根据我公司以往施工同类岩层的经验，工程准备需要10天时间。钻机平均每天可完成岩石进尺25延米，按最深孔1号主井*米的工程量，约需62天；另外考虑抽水试验需15天；机械故障、事故处理等因素10天时间，室内试验需7天，报告编写与室内试验交叉进行需18天。*。施工进度见图2。图2 施工进度计划图5 勘 察 施 工 方 案5.1勘察目的和任务根据有关规范及委托任务书

7、要求,确定本次勘察目的及任务为查明竖井处的工程地质条件和水文地质条件，提供各岩土层的物理力学性质，对竖井井下掘时的涌水量进行预测，为设计施工提供依据和有关参数。5.2 勘察依据岩土工程勘察技术规范（YS 5202-2004）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）抽水试验规程（YS52152000）工程岩体分级标准（GB5021894）土工试验方法标准（GB/T501231999）金刚石岩心钻探规程矿区水文地质工程地质勘察规范 各竖井工程岩土工程勘察任务书。5.3勘察技术要求按照任务书要求和现行规范的有关规定，确定本工程岩土工程勘察工作内容及

8、方法为工程钻探、简易水文地质观测、抽水试验、室内土工和岩石试验、水质分析、工程物探等手段。设计要求如下：5.3.1勘察应为井巷工程的施工图设计提供详细的岩土工程和水文地质等资料，并对工程设计、施工提出合理建议且应符合下列要求：1） 详细查明工程通过地段的地质构造，特别是断层、节理等各种不连续面，评价其对工程的影响；2） 详细查明工程通过地段的岩石种类，分段查明其岩性、工程特性、风化程度、完整性，评价围岩质量等级，并划分围岩类别；3） 详细查明工程通过地段的水文地质条件，包括含水层分布、层位、类型、围岩的渗透性、地下水补给来源、与地表水的关系等，并预测井筒的涌水量；4） 查明地下水对混凝土结构、

9、钢筋混凝土中的钢筋和钢结构的腐蚀性；5） 评价围岩的稳定性，预测工程施工中可能出现的问题，并对井筒的施工方法、支护和衬砌形式等提出建议；6） 评价井口的稳定性，评价不良地质作用，并提出防治措施建议；7） 评价废石场对环境的影响，并提出防治措施建议。 8）在高地应力地区尚应评价地应力对工程的影响。5.3.2勘探钻孔应按拟建井位布置在井筒范围内，其深度应达到设计井底深度以下不小于3m。5.3.3勘探孔应采用金刚石钻进,其孔径应满足测试工作和取样尺寸的要求,垂直孔在每100m孔深内孔深误差不得大于0.2%；终孔后整体钻孔弯曲度的顶角不得大于1.5。岩芯采取率在基岩和粘性土中应不低于80%，在破碎带、

10、软弱夹层和颗粒土层中应不低于65%。5.3.4岩土试样的室内试验项目应符合下列要求：1）土试样应测定天然含水量、天然重力密度、比重、液限、塑线、压缩性指标、抗剪强度、颗粒级配等指标；抗剪强度的试验方法应根据评价计算的要求确定。2） 岩石试样应测定天然含水量、干燥和饱和状态下单轴抗压强度、抗剪断强度、点荷载强度、声波波速等。5.3.5在钻孔中应同时配合进行工程物探和原位测试，并应符合下列要求：1） 竖井的钻孔内应全孔进行声波测试，孔内竖向测点间距不宜大于5 m。2） 在岩溶地区的工程，宜采用钻孔电磁波法探查岩溶分布和规模。3） 在高地应力地区应进行地应力测试。4） 对全孔应进行孔内温度测量。5.

11、3.6勘察时的水文地质工作应包括下列内容：1） 所有钻孔均应进行水文地质观测。2） 竖井工程应在钻孔完成后进行抽水试验，当有多层地下水时应分段封堵进行试验。3） 钻孔内尚宜配合水文地质试验进行电法测井或井中测流。（需进一步补充内容、方法）5.3.7勘探工作结束时，除井巷施工需要利用的钻孔外，所有钻孔均使用强度等级不低于M10的水泥砂浆封堵，并作出明显的适合长期保存的标志。当地下水质具腐蚀性时，封孔材料尚应采取防腐措施。5.4勘察施工方法5.4.1钻探钻孔结构本次勘察的竖井钻孔深度为*m。开孔147mm，穿过上部第四系覆盖层并做完相关的试验工作，根据岩石风化破碎程度和水文地质要求决定该口径钻孔的

12、深度；待钻进到微风化岩石，换径为127mm（金刚石钻头）；127mm直径钻至150m，换径110mm钻进，钻进到250m，换径95mm，直至终孔。冲洗液与护壁泥浆池长宽均为2.5m，深2.0m，要求开挖方正，并设立标尺。开孔钻进使用普通钠基泥浆冲洗钻孔，换径后使用乳化液冲洗，岩层轻微破碎，漏失较轻地层使用PHP做冲洗液及护壁，只漏不坍地层，为节约皂化液及PHP，可在钻杆上涂抹脂润滑减小孔内阻力，不同岩性的地层，对冲洗液性能配置要求：a.岩石较完整，钻孔不漏失，用乳状皂化液洗孔。b.对轻微漏失、坍掉和缩径的钻孔，采用简易无固相作冲洗液，即PHP+皂化液洗孔润滑。c.严重漏失，但不坍塌岩层，采用清

13、水作冲洗液，钻杆涂抹脂减阻钻进。d.在使用PHP做冲洗液时，PHP必须实施水化，以保证冲洗液质量，且达到护壁、润滑又能起到冷却钻头的作用。e.要经常捞取排水槽、沉淀池内的岩粉，避免造成恶性循环，影响钻进速度及造成井内事故。钻进工艺的几点要求a.钻杆、钻具要级配合理，钻杆材质必须是45MnMoB，钻杆须更换公母接手时，要求材质30RMnSi。b.金刚石钻头的选择，要把根据岩石的物理机械特性，选择适应性合理的金刚石钻头，为解决岩石韧性较强，钻头“打滑”地层钻进，采用“投砂”方法研磨钻头钻进，以提高钻进效率，应注意控制“投砂”量，并选择胎体硬度适应性较强的钻头。c.要及时检查钻具性能是否良好，水路部

14、位是否畅通，发现问题及时解决方可把井。d.要保证用好钻杆丝扣油以保护公母接头丝扣。e.各种设备的仪表要齐全，灵敏度要高，发现失灵的仪表一定要及时更换。f.钻进时发生岩心堵塞，必须即打捞,防止由于岩心堵塞、给进压力增大，导致钻头抛光或烧钻事故。g.发生烧钻时，应立即将钻具用立轴提离孔底300-500毫米，再关掉离合器，不得先关离合器再提钻，避免造成更大的烧钻事故。岩芯采取率钻探过程中全孔取芯，岩芯采取率在破碎带及溶洞中不应小于65 ，在基岩和粘性土中应不低于80%, 岩（矿）芯必须洗净后按上下顺序排列在岩芯箱内，不得颠倒、混淆，并对岩芯进行编号。测斜每钻进50m测斜一次，测定倾角、方位角，计算出

15、钻孔倾斜率。全孔钻孔倾斜率控制在1.5 以内。若发生倾斜超标，应进行及时纠偏。封孔钻进结束后，清除孔壁及孔底岩粉，采用不低于M10的水泥浆严密封孔，并在孔口埋石设永久性标志。岩芯保管岩芯严格保管，不得丢失，拍摄全部岩芯照片，待检查验收后移交给甲方。5.4.2简易水文地质观测竖井钻探全孔采用皂化液钻进，钻进35m观测一次冲洗液消耗量，并测定每个回次下钻前和提钻后的动水位。观测并记录钻进中涌（漏）水、掉块、塌孔、缩（扩）径、逸气、涌砂等现象发生的深度。遇严重漏（涌）水部位应停钻观测其静止水位。5.4.3工程地质和水文地质编录按回次描述岩芯的岩性、结构、构造、厚度、裂隙发育程度，统计裂隙率，按回次测

16、定岩石RQD值。根据岩性、深度等采取岩（土）样，测定岩（土）层的物理力学性质，每大层不宜少于6组，厚度较小的夹层每层取样不小于1组。对竖井周围工程地质条件进行调查，确定岩层产状，并进行节理裂隙统计。根据简易水文地质观测和水文地质编录确定各含水层的层数、埋藏条件、静止水位及水头压力，确定含水层厚度。对矿区（床）水文地质条件进行调查，查清矿区（床）含水层的水文地质特征，地下水的补给、径流和排泄条件，含水层之间及与地表水力联系。收集附近已建竖井资料，了解各种水文地质与工程地质资料。5.4.4抽水试验根据现场踏勘和已有的地质资料，场地的含水层主要有沉积岩裂隙含水层和深层裂隙承压水。根据场地水文地质条件

17、和委托任务书要求，需进行23次分层抽水试验。本次勘察采用空气压缩机抽水方法。初步计划钻至300m做一次抽水试验，钻至800m做一次抽水试验，待钻至终孔后，做一次抽水试验。施工过程中根据含水层数量，具体确定抽水试验方案，然后分层封孔（下套管或水泥浆封孔），做各层的抽水试验。试验采用一台12m3的空压机，同心式抽水、反向压风机抽水试验。空压机出风口通过二寸风管与井口风管相连接，钢制风管直径20mm，长度7284m（长度视具体情况而定），水位观测管直径14mm，长度7890m（长度视具体情况而定）。抽水试验现场设备布置见图3。抽水前首先观测静止水位。每个含水层（带）抽水试验水位降低一般不少于3次，稳

18、定时间不小于8小时，每次降距尽量相等。条件困难时，每次降距不得小于1m。抽水试验开始后，水位观测间隔时间为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min，以后每30min观测一次。抽水稳定时间不小于8小时。图3 抽水试验现场设备布置图每2个小时观测一次水温和气温，并记录天气变化情况。每次抽水试验的最后一次水位降低时，采取一组简、全分析及侵蚀的水样，同时测定水温和气温。抽水试验期间对原始资料和表格及时整理，并绘制抽水试验有关图表，对出现的问题分析原因并及时纠正。5.4.5室内水、土试验土工试验内容为砂层：颗粒成分、容重、比重、湿度、

19、孔隙度、渗透系数及内摩擦角；土层：容重、比重、湿度、孔隙比、内摩擦角、承载力、内聚力、膨胀性。岩石试验项目：块体密度试验、膨胀性试验、单轴压缩变形试验、岩块声波速度测试、岩石饱和单轴抗压强度。提供的岩土工程参数有：重度、岩石坚固性系数、内摩擦角、泊松比、弹性模量、弹性抗力系数。水质分析为全、简分析。5.5 物探试验5.5.1声波测试进行全孔进行声波测试，孔内竖向测点间距不宜大于5 m，用于测定岩层的弹性纵波速，判断围岩质量等级。5.5.2地温测量对全孔应进行孔内温度测量，测点间距50m。5.6 勘察工作重点及措施根据本次勘察工程的特点，确定本次勘察的重点为防止钻孔倾斜超差、抽水试验和保证工期。

20、根据以往施工经验确定以下措施。5.6.1防止钻孔倾斜超差竖井孔位需经测量放孔、复测，确认无误，项目部下达开工通知书后方可开钻。工程施工设备安装具体要求执行金刚石岩芯钻探规程，钻塔四角及孔口打水泥基座，保证安装稳固、周正、水平。地基要稳固，基台要水平。钻探设备要安装牢固、周正。立轴中心要与钻孔设计中心一致。天车前缘、立轴中心与钻孔设计中心成一线。开孔前要用罗盘仔细检查立轴角度是否与设计角度一致，并用经纬仪检查开孔方位是否与设计方位一致。不得使用立轴、滑道旷动的钻机。机上钻杆或主动钻杆不得过长，并应固定在卡盘中心。开孔粗径钻具要随孔深的延深而加长。机上钻杆需通过测量仪器进行检查、校正，不得弯曲。孔

21、口管要下正、固牢。在第四系土层和风化带中钻进时采用慢速，不得加压，且加长岩芯管，防止倾斜。换径时应带导向，并随小孔径的延深加长小径粗径钻具。再按规定使用的小径岩心管长度可全部进入小孔径后，再去掉上部大孔径内导向岩心管。每个机台配备一套XJL-42型测斜仪，测斜仪必须进行率定，每钻进50m测量一次钻孔倾角、方位角，并保证钻孔偏斜不超过1.5%。如发现钻孔偏差较大，必须停止钻进，找出原因，采取相应的纠斜措施。5.6.2采用合理的钻进工艺及操作方法 减小粗径钻具的偏斜力。在上部井段钻进中，要轻压吊打，控制井斜，防止偏磨。严格控制孔壁环状间隙，以减小偏斜角，有效的控制钻孔弯曲，必须做到：使用刚性好，长

22、而直的岩心管。不要频繁更换钻进方法，以免造成孔壁间隙不均匀。减小钻杆挠曲度，提高钻具的稳定性钻压、转速应控制在规程范围内，过大的钻压和过高的转速都会使钻杆挠曲增大。大直径孔段使用扶正器以扶正稳定钻具。小直径刚性钻具对易斜孔段使用加长钻具和增加扩孔器数量的方法，提高钻具刚性和直径，增加钻具稳定。采用绳索取心钻进工艺，减小环状间隙，以利于钻杆和钻具的稳定。在易斜井段钻进时，要严格执行定段长测斜的措施，测不成不能继续打钻。如果孔斜超标，应立即采取纠斜措施。5.6.3纠斜措施在施工过程中一旦出现钻孔弯曲出现超标，要及时纠斜。因此要配备用于钻孔纠斜的钻具，纠斜钻具可以考虑用LZ 型连续造斜器。LZ 型连

23、续造斜器结构如图4。（原理略）此种连续造斜器又称无楔体连续造斜器。它利用专门机构产生偏斜力实现定向造斜。该造斜器是同径造斜，一次成孔。造斜后孔身呈平滑曲线状，无 “狗腿” 急弯。LZ型连续造斜器主要技术性能（以LZ-73为例）。适用孔径 （mm）： 7588 滑块径向最大伸出量（mm）： 25 允许钻孔超径（mm）： 15 造斜强度 （m）： 032 图4LZ 型连续造斜器（a） 结构图（运送状态）； （b） 原理图（工作状态）1 接头；2 上轴承室；3 传压弹簧；4 上轴；5 离合机构；6 复位弹簧；7 外壳：8 花键轴套；9 上半楔；10 防护管；11 滑块；12 滚轮；13 下半楔；14

24、 下轴；15 短管；16 钻头5.6.4抽水试验工作重点钻孔水位、流量稳定程度，水位波动不大于1，涌水量波动小于平均值的5。试验前检查封孔或隔水情况，保证试验是真对目标地下水层。抽水试验过程中要求水位降深、流量、水质和水位恢复的连续观测资料全面准确。水位观测读数准确到厘米；涌水量观测使用堰箱和孔板流量计时，读数准确到毫米；水温、气温观测读数准确到0.5；恢复水位连续3小时不变或水位呈单向变化，连续4小时水位变化不超过10cm，视为水位稳定。试验期间对原始资料和表格及时整理，绘制相应图表，对发现的问题及时纠正。每次止水效果均需检查，达到要求后方可钻进。5.6.5封孔质量控制保证灌注水泥浆的钻杆送

25、到距离孔底2m，立即打开泥浆泵送入符合要求的水泥浆。灌注30m提一次钻杆，保证钻杆始终在水泥浆面以下。如此循环，直到孔口。5.7 洗井（待补充）6 安全生产文明施工保证措施6.1安全生产方针 安全第一，预防为主，保障安全，促进生产。6.2安全工作目标杜绝重伤以上人身事故。杜绝重大机械、火灾事故。争创“安全、文明钻探工程”。6.3安全生产保证措施（1）严格执行建筑机械使用安全技术规范（GB50204-92）和施工现场临时用电技术规范（JGJ33-86）及上级有关安全生产法规，全面推行公司的安全施工管理制度，实行闭环管理。（2）落实安全生产责任制，建立安全生产风险、安全监督、安全教育和安全奖惩四项

26、机制。实行风险抵压金制度，层层签订安全承包合同，对各级各类负责人员的安全责任制落实情况等指标逐级考核，根据考核情况立即兑现奖惩。（3）加强安全宣传教育，教育职工牢固树立“安全第一、预防为主”的思想，并对职工进行不定期抽考，考试情况与奖惩挂钩。按时召开安全会议，及时传达安全信息。（4）严格遵守各项钻探机械操作规程，保证各类钻探机械在安装、使用、维修、拆除过程中的安全，杜绝机械事故的发生。加强机械设备的维修保养。安全操作规程挂牌并严格执行。（5）坚持安全检查制度，由项目经理负责对工地每周进行一次安全检查，使用安全检查表，有不符合项时以纪要形式，按“三定”的原则进行整改，采用“隐患整改反馈单”，形成闭环管理。（6）严把安全防护用品、用具材料质量关。安全帽、安全带等用品必须是经劳动部门安全认证的指定厂家生产的产品；起吊钢丝绳、滑轮等在使用前应以2倍的负荷进行静荷试验并记录挂牌投用。（7）所有用电线路都要通过配电盘，盘内安装防触电保安器。所有电线、电缆应高架或埋置，以防被压坏漏电伤人。夜间作业必须有足够的照明。钻探用电盘、闸箱要加防雨罩。（8）钻探期间正值冬雪季节，应对全工地钻探用的配电箱、配电盘等进行全面检查并做好防雨雪措施。（9）雨雪天作业时，应采取防雨、防滑和防触电措施。停工时