贵州赫章猪拱塘铅锌矿区勘查ZK10006水文地质钻孔施工技术

贵州省赫章县猪拱塘铅锌矿区水文地质条件极为复杂,水文地质勘查须对F30断层以上深水位(265m左右)强岩溶带和F30断层以下弱岩溶带及水文条件分界F2断层进行分层降压试验,存在上部强岩溶带冲洗液失返和封隔分层降压试验复杂问题,采用空气潜孔锤钻进、技术套管封隔水措施解决强岩溶带冲洗液失返、含水层分隔降压试验难题,为类似矿区水文勘查提供可靠技术借鉴。     

单孔多层抽水试验综合止水技术实践

为查明对煤层开采有充水意义的含水层(体)的分布特征及富水性,对各充水含水层进行了分层抽水试验。以抽水试验水文钻孔为例,采用改进后的多层综合止水技术,获取含水层的水文地质参数和水质情况,并进行了横向对比。实践结果表明,综合止水技术在大孔径抽水环境下,可以减少因孔径问题不能正常下放水泵的问题;水文孔洗井过程中在钻具组合方面设计钻杆加入逆止阀进行负压洗井作业,可使套管内保持沙清水静;在抽水试验中可加入瓦斯数据的提取工作,可以节省重复勘探造成的资源浪费。单孔多层抽水试验综合止水技术为彬长矿区后期超前疏放、注浆改造含水层以及治理煤层顶板水害等问题提供了数据,既达到了勘探目的,又提高了工程效率。     

井下高承压水绕流钻孔套管固设技术

针对井下水文长期观测孔钻孔高承压水绕流问题,根据钻孔地质条件,对绕流原因进行分析研究,提出了套管静压腔内落沙方法,先分层段充填绕流裂隙通道并保护已钻揭含水层,再采用浓浆对套管与孔壁间的环形空隙进行动水条件下的控压、控量连续注浆固管,达到了高压动水状态下钻孔套管安全固设的目的,并满足水文长期观测孔的技术质量要求。     

水敏性地层基岩抽水孔深孔成井与止水

我局在金城煤田金宝屯精查区施工了5个800m左右的地质探煤、水文抽水综合利用钻孔。这些孔都需要下套管封闭止水，套管与筛管下入最大深度为804.40m。下套管时需穿越第四系流砂层、白垩系吸水膨胀泥岩层，朱罗系易坍塌掉块等水敏性地层。在这样长孔段不稳定地层，必须采取适当的技术措施才能顺利施工。     

深部煤炭资源勘查水文孔施工和起下套管技术

通过多个深度在1000m以上水文钻孔的工程实践,研究总结了深部煤炭资源勘查水文孔的钻井施工技术和扩孔技术;研制的异径止水器结构简单、止水效果可靠;研制的套管提拔器,使水文孔起套管方法由井口提拔套管拓展到井下提拔套管,抽水套管成功从井中起出的成功率大大提高,为单井完成多次抽水试验提供了有利条件,大幅降低了项目的勘探成本。     

几种钻孔止水的方法

止水是钻孔水文工作的关键之一,它的好坏直接影响水文地质资料的正确与否。一年多来,各队在这方面除了用过去比较有效的老办法外,还试用了一些新的办法。介绍如下:一、套管隔水:用套管隔水分三种情况:     

现代盐湖钻探施工中止水套管被腐及其形变初浅分析

现代盐湖沉积地层中除储有一定规模的固体钾矿外,还蕴藏着具有一定品位且极为丰富有晶间卤水和高承压卤水的液体矿。通过生产实践表明,岩盐内晶间卤水的赋存状态,就其整个矿床而言,无论在水平上或是在纵向上都存有不同程度的分异现象,尤其后者更为明显。为正确反映地下卤水水质的赋存状态及其变化规律,防止各层间卤水的混淆,保证盐类矿产储量计算的合理性和可靠性以及矿床的勘探质量,在钻探施工中,对其上部潜水层之晶间卤水要求在限制深度内(2米、4米或5米)为一自然取样段,采用粘土、套管止水取样;对下部各高承压卤水层进行分层套管止水并作简易水文(抽水)工作,所以在正常钻进过程     

古交矿区奥陶系微观溶蚀孔隙特征分析

古交矿区下组煤在某些区域处于突水相对危险区,尤其是在构造发育区域,突水可能更大。通过压汞试验从微观上分析了奥陶系灰岩的孔隙结构及垂向分布特征,并结合抽水试验中钻孔揭露的出水位置,确定了隔水关键层的存在以及厚度。研究表明:峰峰组上段和下段灰岩以极细小和超毛管微孔隙为主,可以作为隔水关键层,隔水关键层使大面积受水压威胁下组煤得以解放。     

煤矿井筒检查孔施工工艺探讨

煤矿井筒检查孔不同于普通的煤田勘探孔及水文地质钻孔,它既需要全孔取心,又需要分层(段)进行抽水试验,技术要求高,施工难度大。如果工艺设计不合理,施工措施不得力,极易出现孔内事故,影响钻孔质量,加大施工成本。就煤矿井筒检查孔的钻探成孔、起下套管及抽水试验等方面总结了经验及教训,为今后类似工程施工提供借鉴。     

同时观测两含水层的水文观测孔施工技术

矿井水文观测是矿井防治水工作的基础工作,利用水文观测孔对威胁矿井安全回采的含水层进行水量、水压观测,是矿井水害预测预报、并进行针对性治理的依据。云盖山井田二1煤深部回采同时受石炭系太原组下段灰岩及寒武系灰岩2层含水层突水威胁,矿井利用多级套管及分段注浆的施工技术,实现了1个钻孔同时观测2层含水层,取得了较好的安全效果和经济效益。     

永红煤矿峰峰组上部隔水性能研究

为了科学评价永红煤矿下组煤受奥灰水威胁的程度,分析研究峰峰组上部岩层的隔水性能,永红煤矿采用了水文地质钻探、抽水试验、压水试验、水化学特征分析等多种技术手段,对井田内峰峰组上部的隔水性能进行了分析和研究。得出了峰峰组上部35m以内具有一定的隔水性能,可视为相对隔水层。     

砂矿区抽水试验钻孔结构选择

根据水文地质人员提供的抽水试验工程设计，我队于1985年底在福建省平潭县竹屿标准砂矿区施工了大口径钻孔进行抽水试验，由于钻孔结构设计不合理，发生了套管事故，处理时间长达40天（不开夜班），造成了不应有的损失。原设计抽水试验钻孔结构如附图，左图为抽下层水的钻孔结构，右图为抽上层水的钻孔结构。采用冲击钻进法成井，以200kg吊锤冲击φ273mm套管，用带有阀门钻头的取样简捞取砂心，打穿上层砂进入海泥层（隔水层）后留下φ273mm套管11.4m护壁，以下改φ219mm钻进至孔深24m终孔，留下φ219mm套管     

赵庄矿峰峰组碳酸岩层隔水性能研究及应用

为解决山西晋煤赵庄矿下组煤水压高、传统隔水层薄所带来的安全带压开采问题,采用水文地质钻探、抽水试验、压水试验、地应力测试及室内试验等技术手段,通过对奥灰顶部岩性、裂隙岩溶充填情况、钻探漏水、岩石力学指标及渗透性试验等各方面的综合研究,论证了下组15#煤底板奥灰顶部峰峰组岩层的相对隔水性。结果表明：赵庄矿15#煤下伏的奥陶系顶部峰峰组上段岩性为深灰色厚层石灰岩,致密坚硬,局部夹白云质灰岩和泥灰岩,强度较高,裂隙多呈不规则状且大量被充填,构成渗透性很差的岩层|本区奥灰峰峰组顶部至少存在30m厚度的相对隔水层段,15#煤底板隔水层厚度在38.75～67.25m之间,平均厚度为57m,且隔水性能较好|采用突水系数法对赵庄矿开采下组15#煤突水危险性评价,说明利用奥陶系顶部相对隔水层可使突水危险性大幅降低,从而解放大量煤炭资源。     

井筒检查孔套管事故处理技术

井筒检查孔施工时对主要含水层进行分层抽水试验,需要进行多次起、下抽水套管作业,给井筒检查孔的施工增加了难度。针对这一问题,通过对塔什店矿区一号矿井主、副井井筒检查孔施工过程中出现的抽水套管粘卡、滑落等事故处理方案进行分析总结,提出了一系列的处理及预防措施,为今后类似工程的施工提供一定的借鉴。     

古交矿区奥陶系顶部隔水关键层厚度研究

 目前,越来越多的华北矿井进入深部开采阶段,太原组下组煤开采受奥陶系岩溶水害威胁越来越严重。利用奥陶系顶部隔水关键层解放底板受奥陶系水压威胁太原组下组煤正在成为华北矿井水害防治的研究热点。古交矿区已经开始下组煤开采,进入奥陶系岩溶水承压区。本文以古交矿区T矿为例,通过补充钻探、抽水试验、井下物探、岩矿测试等手段与方法分析了T矿奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶发育特征,研究了奥陶系顶部隔水关键层厚度。研究表明,古交矿区T矿峰峰组上段上部近30m厚的古风化裂隙充填带和峰峰组下段约70m厚的第一泥灰岩石膏层可分别作为防峰峰组局部中等富水区和上马家沟组中-上部第二、三含水层组突水的隔水关键层。     

多层位超深试验观测井施工技术

鄂尔多斯盆地西南缘,白垩系志丹群的6个岩组分布俱全,地质与水文地质信息丰富。介绍了位于该区的具有勘探与长观双重意义,集全孔段取心、四层分层抽水试验、三层长期观测于一井的B5号井的井身结构设计和施工工艺。通过B5号多层位超深试验观测井的施工,证明了一井多用途的经济性和可能性,积累了多层位超深观测井施工经验,为整个鄂尔多斯盆地水文地质调查起到了示范作用。     

宣下煤田煤系基底蓟县系白云岩水文地质研究

为了进一步查清张家口宣东矿基底含水层水文地质条件,评价煤层基底含水层水威胁程度,为Ⅴ2煤层的安全带压开采提供指导性防治水途径,在宣下井田布置施工了5个水文钻井,通过抽水试验、水质分析、水文分析等研究方法,清晰地探明了基底蓟县系白云岩含水层情况。     

陕北浅埋煤层砂土基型矿区保水开采方法研究

在浅埋煤层砂土基型矿区实现保水开采,关键在于煤层开采后含水层和导水裂隙带之间有达到厚度要求的隔水保护层.采用开采损害学中的地表移动变形和采动岩体内部移动变形预计的方法,考虑覆岩中隔水黏土层的膨胀性计算浅埋煤层砂土基型矿区开采后隔水土层中裂隙的破坏深度,同时借鉴相似模拟实验确定导水裂隙带的发育高度,最后计算采高不同时2种裂隙之间的隔水保护层厚度,如果隔水保护层厚度满足规定要求就可以实现保水开采,从而确定砂土基型矿区保水开采的合理开采方法.以榆树湾煤矿20102上工作面开采为例,计算结果表明:5m分层开采可以实现保水开采,放顶煤一次采全高不能实现保水开采.现场开采实践和相似模拟实验验证了该方法的正确性.     

煤矿井下割管钻具结构设计及加工工艺

针对煤矿井下钻孔内注浆套管残留影响到后续煤层开采的问题,提出对注浆套管进行多段切割,分段起拔的施工工艺;研制了一种高效率长寿命定点切割孔内多层套管的割管钻具,对割管刀头进行结构设计和加工工艺研究,理论计算钻具实现定点多段切割套管的冲洗液泵压控制参数。试制了2套的割管钻具进行现场试验,试验结果表明,割管钻具结构设计合理,实现冲洗液控制刀头开闭合操作和定点多段切割功能;电镀金刚石刀头结构设计和加工工艺合理,金刚石刀头能一次性高效率割透多层套管。     

隔水防渗技术在重金属污染物场地勘查中的运用研究

针对某渣场堆积存在的污染问题,根据地层岩性及水文地质条件,采用压力灌浆与无缝钢管相结合的隔水防渗技术,在勘探过程中,自上而下分层取土并进行抽(注)水,通过下无缝钢管和压力灌浆,成功实现了渣堆场的隔水防渗。根据土壤元素垂向浓度的变化趋势,查清了场地外源污染元素Zn、Cd及其污染深度范围。其工艺具有可操作性,可以为类似工程提供实用的参考经验。