黄沙坪竖井勘察设计.docx
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黄沙坪竖井勘察设计.docx
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黄沙坪竖井勘察设计
黄沙坪多金属矿资源综合利用井下采矿
改扩建工程主副井工程地质勘察方案
湖南省有色地质勘查局二一七队
二○一三年十月
黄沙坪多金属矿资源综合利用井下采矿
改扩建工程主副井工程地质勘察方案
曾维平:
队长
总工:
宛克勇
核:
李厚军审
写:
刘庆国编
项目负责:
唐振华
编制单位:
湖南省有色地质勘查局二一七队
编制时间:
二○一三年十月
1.工程勘察说明书.....................................5
2.工程勘察方案.......................................6
2.1拟建工程概况.............................................6
2.2勘察方案编制依据及原则...................................7
2.3场地工程地质条件.........................................8
2.4勘察工作方法及要求.......................................8
2.5预期勘察成果............................................12
3、施工组织.........................................13
3.1组织机构................................................13
3.2人员组成................................................14
3.3拟投入机械设备..........................................15
3.4钻探施工质量保障措施...................................15
3.5进度保证措施............................................22
3.6安全文明生产............................................23
4.勘察服务工作......................................25
4.1勘察工作计划............................................25
4.2合理化建议..............................................26
4.3服务与承诺..............................................26
黄沙坪多金属矿资源综合利用井下采矿
改扩建工程主副井工程地质勘察方案
1.工程勘察说明书
文字内容
1.拟建工程概况;
2.勘察目的、任务要求和依据的技术标准;
3.勘察方法和勘察工作布置;
4.完成工作量及工作质量评述
5.场地工程地质条件
5.1地形、地貌
5.2地层岩性
5.3地质构造
5.4岩土物理力学性质
5.5场地不良地质作用
5.6地震效应
6.场地水文地质条件
6.1含水层的划分
6.1地下水赋存特征及补、径、排条件
6.2地下水与地表水的水力联系
6.3地下水水质特征及对建筑材料的腐蚀性
7.竖井围岩类别划分及稳定性评价
5
8.竖井围岩地温、地应力梯度及岩爆分析评价
9.竖井施工涌水量预测
10.场地稳定性和适宜性评价
11.竖井施工注意事项及建议措施
12.结论与建议
附图表部分
1、1:
2000工程地质平面图;
2、竖井检查孔综合柱状图;
3、物探测井综合成果图;
4、水文地质试验综合成果图表;
5、岩土物理力学试验成果表;
6、水质分析报告单;
7、岩芯“RQD”值统计表。
附件
1.竖井检查钻孔岩芯照片
2.竖井工程地质勘察任务书
2.工程勘察方案
2.1拟建工程概况
湖南有色金属股份有限公司黄沙坪矿业分公司拟建的5﹟主竖井与4﹟副竖井是“黄沙坪多金属矿资源综合利用井下采矿改扩建工程项目”的主体工程之一,其拟建场地位于矿区东面的山脊上,竖井工6
程设计由长沙有色冶金设计研究院有限公司承担。
其井筒设计概况见表1。
拟建竖井位置坐标及井筒设计规格表1
竖井名称
坐标
高程(m)
深度(m)
井径(m)
X
Y
井口
井底
号主5竖井
2839900.00
38368535.00
405.00
-520.00
925.0
5.6
4号副竖井
2839850.00
38368535.00
405.00
-545.00
950.0
6.5
为了查明工程地段的工程地质、水文地质及环境地质条件,论证竖井建设的适宜性,为竖井施工图设计提供详细的岩土工程资料和水文地质资料,长沙有色冶金设计研究院有限公司于2013年8月27日下达了“5﹟主竖井、4﹟副竖井工程地质勘察任务书”,根据长沙有色冶金设计研究院有限公司提出的勘察任务书及《岩土工程勘察技术规范》(YS5202—2004)有关规定,本次勘察阶段为详细勘察;勘察等级为乙级。
勘察方案编制依据及原则2.22.2.1编制依据
(1)《岩土工程勘察技术规范》(YS5202—2004);
(2)长沙有色冶金设计研究院有限公司提出的“黄沙坪矿业公司宝岭多金属矿5﹟主竖井、4﹟副竖井工程地质勘察任务书”;
(3)本次招标文件及矿区地质资料。
2.2.2编制原则
(1)按照详细勘察阶段、勘察等级为乙级以及招标文件的有关技7
术要求进行编制;
(2)在充分利用矿区现有地质资料的基础上按《岩土工程勘察技术规范》(YS5202—2004)有关规范要求布置勘察工作量;
(3)方案的编制以突出重点,具有针对性,并尽可能采用先进的勘探作业方法为原则。
2.3场地工程地质条件
矿区位于南岭纬向构造带中段北缘,耒(阳)—临(武)经向构造带中段的坪宝复式向斜中。
前泥盆系构成EW向基底构造层,上泥盆统—石炭系组成SN向构造盖层。
区内构造极为发育,它由一系列复式褶皱和逆冲断层组成,呈SN向延伸,褶皱轴面向E倾。
根据矿区地质资料,预计场地工程地质岩组主要有:
石炭统陡岭坳组(Cd)灰岩、石磴子组(Csh)灰岩、测水组(Cc)砂页岩以及岩111浆岩-石英斑岩。
除此以外,场地地表有3~5m厚的残积土。
2.4勘察工作方法及要求
2.4.1工作方法及工作量
根据勘察任务书所提出的勘察内容、勘察技术要求,结合规范的相关规定确定本次勘察工作方法为:
收集资料——工程地质测绘——钻探——现场试验——取样送检——物探测井——综合研究,计划进行下述9项具体工作:
(1)收集矿区水文、工程、环境地质资料;
8
(2)1/2000工程地质测绘;
(3)工程地质钻探;
(4)岩芯编录;
(5)水文地质观测;
(6)物探测井;
(7)取样送检;
(8)水文地质试验;
(9)综合研究。
设计勘察实物工作量见下表:
设计实物工作量汇总表表2
工作项目
工作内容
单位
数量
备注
收集资料
矿区现有地质、水文地质、工程地质及环境地质资料
工程地质测绘
﹟﹟副竖井井口附54主竖井近工程地质调查
2Km
0.5
比例尺为:
1/2000;
工程地质钻探
两竖井位置进行工程钻探
m
1875
终孔口径≥90mm。
岩芯编录
①水文、工程地质编录
m
1875
②岩芯块度统计
m
1875
水文地质观测
两竖井钻孔静止水位观测
台班
6
物探测井
①水文测井
m
1875
②声波测井
m
1875
水文地质试验
①抽水试验
次
2
②注水试验
次
4
取样试验
①岩石力学试验
组
24
试验项目:
块体密度、抗压强度(干、湿)、弹模、抗剪断
②水质分析
件
4
综合研究
工作区水文地质、工程地质、环境地质条件
9
2.4.2各项工作的设计目的
(1)收集矿区地质及水工环地质资料:
了解矿区范围内的地质、水文地质、工程地质、环境地质条件,重点收集矿山地压及岩爆资料,为综合评价竖井工程的稳定性、适宜性提供依据;
(2)1:
2000工程地质测绘:
通过对竖井附近进行工程地质测绘,了解竖井附近岩土工程地质条件,评价竖井井口的稳定性;
(3)工程地质钻探:
通过钻探揭露拟建竖井位置的地层结构、构造、软弱夹层的埋藏深度、含水层发育位置及含水层的发育程度,为岩芯编录、物探测井、现场试验、采取岩样及水样提供条件。
(4)岩芯编录:
描述岩性、含矿情况、含水现象、构造、破碎情况、进行岩芯块度统计,对钻孔所揭露的岩层进行分层、分段,圈定矿层(体),确定含水层位及富水性,结合试验资料按岩石的工程特性划分工程地质岩组;
(5)物探测井:
通过水文测井、声波测井,准确划分竖井通过地段的含水层及隔水层,基本查明地温随深度的变化规律,评价竖井围岩的完整性及岩石质量等级;
(6)取岩样试验:
通过试验,获取岩石的物理、力学参数及计算地应力梯度。
(7)取水样分析:
通过水质分析了解工作区地下水、地表水的水化学性质及对钢筋、混凝土及钢结构的腐蚀性。
(8)水文地质试验:
通过水文地质试验获取拟建竖井位置的水文地质参数并预测竖井涌水流量。
10
(9)综合研究:
通过对以往资料、所收集资料及本次勘察所取得资料的综合分析与研究,合理评价竖井围岩的稳定性,预测竖井施工中可能出现的问题,并对竖井工程的施工方法、支护和衬砌形式提出适当建议。
2.4.3主要技术要求
1、严格按《岩土工程勘察技术规范》(YS5202——2004)及长
沙有色冶金设计研究院有限公司提出的竖井“工程地质勘察任务书”内容组织勘察。
2、各项勘察工作的具体技术要求为:
⑴工程地质测绘:
以1/2000矿区地质图为底图,采用布点法辅以追索法进行调查,重点调查拟建竖井周边的地层岩性、地质构造、微地貌、不良地质现象及环境现状。
⑵工程地质钻探:
①采用金刚石钻进,确保终孔口径不小于Φ91;
②钻孔弯曲度的顶角控制在1.5°以内,为确保钻孔的垂直度,每20—30m测一次斜,以便及时纠正。
③全孔取芯。
在土层和岩层中的采取率不小于80%;在砂层、破碎带、软弱夹层中的采取率不小于65%。
为提高岩芯采取率,采用绳索钻进;
④严格按《工程地质钻探标准》(CECS240:
2008)要求进行钻探施工。
⑶物探测井:
11
为确保物探测井数据的可信度,测量必须在下套管之前进行。
因钻孔深度大,成孔过程肯定有几次变径,测量在变径后下套管之前进行。
⑷取岩样试验:
①每个地质层不小于6组岩样;
②必须进行的试验项目:
块体密度、单轴干燥抗压强度、单轴饱和抗压强度、抗剪断强度、弹性模量。
⑸取水样分析:
①取4个水样,其中地下水2个、地表水2个。
②分析内容:
地下水作一般水简分析,同时作工程水腐蚀性检测,在水质分析成果报告中要求就地下水对钢筋混凝土及钢结构的腐蚀性作出评价;
③取样后按要求加稳定剂并及时送检。
⑹水文地质试验:
①根据孔内水位埋深情况选择试验方法,一般水位埋深较大时采用注水试验,反之,选择抽水试验。
在抽水或注水试验之前,应对钻孔进行洗孔,并观测孔内静止水位;
②试验技术要求及质量标准执行现行规范。
⑺岩芯编录:
按相关规范进行。
2.5预期勘察成果
查明工作区工程地质条件、水文地质条件及环境地质条件,编制12
勘察成果报告。
预计提供的成果资料:
1、工程地质勘察报告;
2、1/2000工程地质图;
3、竖井检查孔综合柱状图;
4、物探测井成果;
5、水文地质试验综合成果图表;
6、岩石试验报告;
7、水质分析报告;
8、钻孔岩芯“RQD”值统计表。
3、施工组织
3.1组织机构
大队成立本次竖井工程勘察项目部,专门负责本次勘察工作的实施。
项目部下设工程技术部、质量安全部、后勤服务部等管理部门。
工程技术部主要负责水工环地质工作以及钻探施工工作;质量安全部主要负责监督检查施工作业现场的质量安全工作;后勤服务部主要负责项目施工人员的生活保障及项目生产所需材料的供应。
其项目组织机构图如下:
13
大队部
勘察项目部
工程技术部后勤服务部质量安全部
钻探施工组水工环地质组
人员组成3.26
表项目部人员组成及职责
职务
职称
人数
责任范围
项目经理
工程师
1
负责项目全面工作
技术负责
高级工程师
1
负责技术管理工作
地质人员
工程师
1
负责现场水工环地质工作
助理工程师
2
钻探施工员
技师
1
负责钻探施工管理
质量员
工程师
1
负责勘察质量
专职安全员
工程师
1
专门负责项目部勘察期间安全管理
钻探机长
高级工
2
负责机台钻探施工、现场试验等工作
试验负责
工程师
1
负责项目岩、土、水试样的测试工作
14
3.3拟投入机械设备
设备计划表表3
设备名称
规格
数量
用途
钻塔
SC18
2台
提升钻具
机钻
XY—5
台套2
钻孔
取芯绞车
1000m以上
2台
取岩芯
泥浆泵
、BW250BW320
各2台
泥浆循环
测斜仪
XYJ-42、JTL-50陀螺测斜仪
各1台
控制孔斜
辆车
越野吉普
1辆
钻探施工质量保障措施3.4
3.4.1质量保证体系
(1)质量管理机构
为确保本工程质量目标的实现,成立项目部质量管理领导小组,由项目经理任组长,技术负责人任副组长、机长和相关部门负责人组成。
各机台设专职质量员,各班组设兼职质量员,形成三级质量管理
的模式。
其项目质量管理组织机构如下图。
项目经理
技术负责人
质量安全部工程技术部
各机台质量管理员
各班组质量管理员
15
(2)质量保证体系
为保证项目顺利实施和实现各项工作质量目标,根据项目经理部质量管理体系规定,结合以往从事类似工程的经验,从组织机构、思想教育、技术管理、施工管理以及规章制度等五个方面建立符合本工程项目的质量保证体系,确保施工安全和工程质量零缺陷。
3.4.2质量保证措施
(1)组织保证措施
建立以项目负责人负责制管理模式,工程部长直接控制,机班长为基层检查的多级组织保证体系,形成一个从项目负责人到生产班组的质量管理组织网络。
挑选专业技术强的管理干部和作业班组,并相互签订创优承包合同,把各层管理组织的责、权、利落到实处。
(2)制度保证措施
实行质量责任合同制,重奖重罚。
单位与项目负责人签订质保合同,达到质量目标,对项目负责人及质量有功人员进行奖励,如达不到“目标”则对等惩罚。
实行质量工资制,将工程质量与职工经济利益挂钩,对产品质量实行奖优罚劣。
下达生产作业计划的同时,编制各分项工程质量计划,并明确措施。
要正确处理质量与工期、质量与效益的关系,走质量效益的发展途径。
(3)技术保证措施
①认真加强施工技术和质量管理,在施工过程中,全体管理人员必须严格执行国家和部门颁发的各项规范、规程和标准,严格执行本16
单位制定的各项技术和质量管理制度,严格执行岗位责任制,树立“质量就是企业的生命”,“以质量求信誉,以质量求发展”的思想,树立牢固的质量意识。
②加强技术基础管理工作,认真执行钻孔技术会审、方案措施编制、技术变更、技术处理、竣工资料等技术基础工作管理制度。
③开工前,施工管理人员必须认真熟悉地质设计,领会设计意图,做好技术交底,施工中必须严格遵照设计、规范和规程中的有关规定;钻孔开钻前,工程技术负责人或技术员应向作业工人、班组进行细致的技术交底;施工管理中,管理人员应做到高标准、严要求、勤指导、勤检查,及时发现质量问题,及时整改。
严格执行各级技术交底制度,即技术负责人向机台机长交底,机长向施工员(班长)交底,班长向班组成员交底,并有书面记录。
④设备安装完成后,机长应进行认真的自检,然后请地质负责人对倾角、方位角等进行核查,合格后方能进行开钻施工。
施工过程中,施工员应接受地质工程师和业主及现场代表的检查。
⑤加强工程质量管理,严格质量评定标准。
每个班上完后,各班组应认真进行自检、互检、交接检,做到上不清下不接;每一个班组应在班组自检基础上由机长、班组长联合对该段工程进行质量检验评定。
⑥加强施工现场标准化管理工作,做到文明施工,重要事项必须抄写在牌上,挂在现场醒目位置。
⑦加强材料管理,保证材料质量。
材料部门(含采购员)应按设17
计要求供应材料,不得供应不合格材料。
各种原材料均应有合格的质量保证资料,进场原材料和成品应妥善保管,不得雨淋、浸泡、日晒、发霉、变质、变形。
⑧项目部每旬召开一次质量分析会,针对工程出现的具体质量问题展开讨论,运用因果分析图,制定质量对策表,并跟踪检查实施效果以便进行下一轮质量改进。
(4)施工质量控制
施工准备过程中的质量控制应认真抓好质量意识教育,以“质量是企业的生命”为题,宣讲质量的重要性,将质量意识贯彻到每个施工人员的头脑中。
施工过程中的质量控制应设计质量关键点,认真分析地质设计相关技术文件,有针对性地设置岩心钻探质量控制点(质量关键点的设置如下表)。
质量关键点设置表表3
序号
目项
控制重点、难点
1
平整机场
水平的控制
2
钻机钻塔安装
立轴倾角、钻塔方位
3
开孔及换径
粗径长度,换径导向,开孔倾角
4
测斜
防斜
5
纠斜
校正倾角、方位角
现场质量检查,比如:
机台开钻前生产、安检部门联合对机台进行场地、设备安装、设备防护的检查。
机长对机台存在的质量隐患要18
责令迅速整改,对交接班制度执行情况的例行检查,对设备、安全防护设施的日常巡查。
3.4.3质量指标控制措施
1、严格按钻孔的设计要求进行钻孔的定位,钻塔、钻机安装必须平、稳、实;开钻前必须经地质技术人员验证钻孔的倾角、方位角后方可开钻,确保安装、开孔的质量。
2、为确保岩(矿)心采取率,必须合理控制回次进尺和回次钻进时间,合理调节钻压、泵量等钻进参数。
确保岩心采取率≥65%,矿心平均采取率≥85%。
在含矿段钻进回次进尺不得大于1m,连续两回次采取率低于85%时,必须采取补救措施。
在疏松、易碎矿层中,应严格控制钻进回次长度,使其达到矿心采取率要求。
岩心清洗干净,自上而下按顺序装箱,不颠倒和丢失,岩心箱短边上用磁漆注记,并且还要及时填写好岩心牌,放好岩心隔板,并妥善保管。
如遇断层、溶洞、老窿、采空区,应探明其深度,立即向地质负责人报告。
3、各班必须指定专人在现场用钢笔及时填写各种原始班报表记录,做到真实、齐全、准确、整洁,并按报表要求签名。
4、地质立钻应严格按质量规范要求测斜,施工中不使用弯曲钻具,不盲目加压钻进抢进尺;做到逐级换径,不得越级换径,同时使用长粗径,预防孔斜,终孔口径应符合设计要求。
5、钻孔要求进行简易水文观察,每回次起钻后应观测、记录孔内水位高度,遇漏水和涌水时要增加观测频率,并作好记录。
6、孔深验证遵照规范要求,验证孔深。
19
7、钻孔终孔后,应按要求作好封口处理,并做好钻孔地表标志。
3.4.4钻孔弯曲控制措施
1、把好安装开孔关。
从引起钻孔弯曲的主要因素来确定:
要把握好设备的安装、开孔、换径、扩孔关,钻探设备的技术性能必须符合质量要求,不要使用旷动的立轴(导管),钻机、钻塔必须安装在坚实的地基上,安装要端正牢固水平,并保证天车,立轴,孔口三点中心线在同一直线上。
开孔时钻具要直,选用锋利的钻头,主动钻杆要直不能有偏摆,同时使用钻机上下卡盘夹持,钻进参数要适当减少,压力要均匀,随钻孔的加深及时逐步加长岩心管,孔口管要下正下牢。
2、规范换径扩孔级配。
换径和扩孔时,必须使用带导向的粗径钻具,导向部分必须与粗径钻具同心,换径带外导向,扩孔带内导向(引向),换径前孔内不得有脱落的残留岩心。
3、合理选择钻进方法、钻进工艺和技术措施。
尽可能选用金刚石绳索取心钻进或冲击回转钻进方法,特别是易斜地层,采用液动冲击锤冲击回转钻进或防斜保直器钻进对防斜具有很好的效果。
同时,采用内阶梯式钻头,合理选择钻进参数。
为了防斜,钻压不能过大,深孔钻进时,尽量采用钻铤和扶正器,转速应根据钻孔口径,岩层完整情况来合理选择。
完整性好地层,可用较高转速、较低钻压、润滑性能良好的冲洗液钻进,在松软破碎地层,泵量要减少,及时护壁,以免冲垮孔壁,防止超径等。
4、增强钻具的导向性和稳定性。
选用长、刚、直、粗的防斜钻具,可减少粗径钻具与孔壁的间隙(满眼),使轴线不能倾斜或倾斜20
角度尽可能小,合理选择粗径钻具的长度,金刚石钻进为4-5m。
另外,为减少钻杆的波浪式弯曲,可在钻杆上加稳定器如导正胶箍等,以增加钻具回转时的稳定性。
5、要及时测斜。
根据每次测斜结果作图,掌握钻孔实际弯曲与设计值的偏离情况,及时采取防治斜措施。
6、加强管理,健全规章制度,增强操作人员的责任心。
根据不同地层条件,制定具体的防斜措施,做好技术交底工作,提高钻探工程质量。
3.4.5纠斜措施
钻孔弯曲超差,可使用各种纠斜钻具、连续纠斜器或螺杆钻具纠斜。
纠斜钻具结构特点应是短、重、细、柔,使钻具轴线方向容易发生变化。
纠治孔斜过程中,要及时加密测斜,指导施工。
结合本单位施工实践经验,采取被动、主动纠斜措施。
1、施工方法
采用较大深钻能力的液压钻机,大流量高压泥浆泵等钻探设备,采取金刚石正循环回转钻进,绳索取芯的工艺进行钻进。
2、质量保证措施
①多级配钻进,开孔口径用150mm,以此保证有足够的变径余地。
②用绳索取芯,确保钻杆与钻孔基本同径,减少钻具晃动,确保钻孔垂直度,提高岩芯采取率。
③制定严格的操作规程,启用在矿区工作时间长,对矿区地层熟悉的熟练技术工人操作。
21
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