塔然高勒煤礦首采區水文地質補勘工程質量管理

韓克勇

（神華杭錦能源有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯 017400）

塔然高勒煤礦首采區水文地質補勘工程質量管理

韓克勇

（神華杭錦能源有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯 017400）

本文簡要介紹了塔然高勒煤礦首采區的基本概況，并通過對該區域地質及水文地質條件的研究，編制了塔然高勒煤礦首采區水文地質補勘工程實施方案，根據方案要求，制定了針對性的質量管理措施，并在施工過程中嚴格執行及完善，質量管理效果達到了預期效果，可為類似條件水文地質補勘施工項目提供參考和借鑒。

水文地質補勘 質量 管理

1 首采區概況

塔然高勒煤礦是神華集團杭錦能源公司的主力礦井，在立井井筒施工過程中，隨著井筒逐漸向下延伸，水文地質條件發生了較大變化，特別是井筒實際涌水量（118m3/h）大大超過了原地質報告預計的涌水量（20m3/h），這給井筒施工造成了極大的困難。基于所揭露的礦井水文地質情況與原勘探報告出入較大，為保證礦井安全建設，避免水害事故，對塔然高勒煤礦首采區實施水文地質補勘，查清水文地質條件是非常必要的。塔然高勒煤礦水文地質條件復雜，依據井田出露地層層序、巖性及其富水性和煤層的關系，結合區域含水層劃分情況，本井田主要含水層可劃分4個含水巖組，見表1所示。

表1 井田主要含水層簡表

上含水層主要巖性上部以灰綠、淺紅色礫巖為主，下部為深紅色泥巖、砂質泥巖夾細砂巖，具交錯層理和大型斜層理。井田內地層厚度33.20～469.61m，平均190.32m。根據資料，涌水量變化較大，水量值在1.65～38.9m3/h之間。下含水層上部巖性主要為紫紅色、雜色砂質泥巖、泥巖與灰綠、黃綠色粉砂巖互層，巖性下部為淺黃、青灰色中、粗砂巖，局部夾粉砂巖、砂質泥巖及薄煤層。南部地層厚度大，向北部厚度變薄。地層厚度135.45～421.79m，平均290.16m。與下伏延安組（J1-2y）呈平行不整合接觸。據鉆孔資料，涌水量在7.5～71.9m3/h之間。

2 首采區水文地質補勘施工項目方案

本設計由中煤科工集團西安研究院編制，主要包含以下幾個部分：

2.1 鉆孔布置

首采區水文地質補充勘探所布設的地面抽水試驗孔，既是水文地質勘探孔，又是水文地質試驗孔、水文觀測孔；勘探階段布置的地面抽水試驗孔，在試驗結束后留做煤礦開采過程中的長期水文觀測孔使用。首采區水文地質補充勘探共設計鉆孔12個，其中西一首采區和東一首采區各布置6個，分別為WB1～WB6孔和WB7～WB12孔，其中WB3、WB4孔和WB8、WB9、WB10孔為2個孔組，進行孔組抽水試驗，其余孔進行單孔抽水試驗，抽上層含水層水的鉆孔有WB2、WB5和WB9孔，其余抽水層位為下層，上層含水層抽水孔的目標層位為K1zh～J2段含水層，下層含水層抽水孔的目標層位為J1-2y～J2段含水層。

2.2 鉆孔結構

本次勘探工程水文鉆孔分為三種結構，一種為上含水層段單孔抽水試驗鉆孔結構，第二種為下含水層段單孔抽水試驗鉆孔結構，第三種為孔組抽水試驗中主抽水孔結構。對應的目標層位分別為J2～K1zh和J1-2y～J2含水層段。

2.3 技術要求

（1）鉆孔位置：施工時具體孔位可根據現場地形起伏情況在小范圍內做適當調整。孔組鉆孔間距：WB3與WB4抽水孔間距為100m，WB8或WB10之間與WB9間距為50m，WB8與WB10抽水孔之間的間距為100m。（2）鉆孔結構：終孔要求進入5-1煤底板以下20m，裸孔段孔徑為Φ91mm，抽水段要求下入橋式過濾器，過濾器孔隙率不小于25%，過濾器與上部隔離套管的重疊部分要求為5m，鉆孔開孔孔徑和孔口管孔徑、長度可自行決定，但套管和過濾器的孔徑應嚴格遵循設計；鉆孔抽水段抽水前，其下部裸孔必須水泥封閉，上部隔離段套管必須完成止水。（3）鉆孔取芯：共計6個取芯鉆孔，2孔組中2個取芯孔，另4個孔為WB1、WB5、WB11和WB12。鉆探工程驗收質量要求鉆孔質量特甲級100%。巖芯鑒定及采樣要求：巖芯分層詳細、準確，合乎“國標”要求；采樣符合“規程”、“規范”，包裝完整、標簽齊全。（4）巖屑錄井：無芯鉆進鉆孔在鉆進過程中必須全段進行巖屑錄井，根據鉆進的巖屑返出情況結合綜合測井資料對地層進行判層。（5）簡易水文觀測：上鉆后及下鉆前各觀測一次孔內水位，時間間隔不少于5分鐘。鉆進過程中每半小時觀測一次沖洗液消耗量，若回次時間小于半小時則每回次觀測一次；若消耗量突變則加密觀測，必要時觀測近似穩定水位。（6）孔斜：由于井田內地層中礫巖較多，孔斜要求百米內不超過1.0°，孔深每增加百米，孔斜遞增不大于1.0°。（7）測井：全孔要求數字化測井，測井質量應達到《煤田勘探鉆孔工程質量標準》甲級孔要求；并必須進行鉆孔擴散法（鹽化）測井。測井質量目標：測井成果質量100%達優質標準，測井綜合評級均達甲級標準。（8）止水：要保證使用的止水套管質量合格，下管前要精細加工，準確丈量，并進行試下，套管之間采用電焊連接，焊縫不低于2遍，確保無氣孔、砂眼。水泥凝固72h后，按規范要求進行封孔止水效果檢查。止水檢查采用壓力差法，套管內注滿水后連續2h管內水位平均下降不超過40mm，即認為止水合格；不合格則重新進行固井。合格后進行下部施工。（9）洗井：為了確保含水層透水性能良好，用清水替出井內巖屑、泥漿，注入三聚磷酸鈉和十二烷基苯簧酸鈉溶液浸泡6～24h后，拉活塞清洗含水層，最后替出洗井液，用壓風機洗井至水清砂凈時，下入潛水泵進行抽水試驗。過濾管固管后，要采用CO2法洗井，破除井壁泥皮，要求抽水孔以水清為準，確保抽水試驗資料的可靠性。（10）原始記錄：鉆孔原始記錄要按規范的格式認真填寫，內容要全面、準確、可靠。如遇有掉塊、塌孔、縮（擴）徑、漏（涌）水、逸氣、涌砂、掉鉆等情況時，要詳細記錄其發生的層位、深度及量值，對換徑變層等重要環節要進行詳細記錄。（11）鉆孔留設：所有鉆孔終孔并完成相關試驗后，短期內均留作水文地質長觀孔，在孔口安裝自動觀測系統，暫不進行封孔。

2.4 抽水試驗

（1）原則上采用單孔及孔組穩定流抽水試驗，若抽水中水位持續下降，穩定的時間過長，可采用非穩定流抽水試驗。（2）每個鉆孔至少進行1次單孔抽水試驗，試驗時要根據地層及設備情況盡可能進行大流量或大降深抽水試驗。（3）孔組抽水試驗進行2次。首采區（西部）WB3、WB4孔組進行1次，WB3為主抽水孔，抽水層位為下層水，WB4為觀測孔；首采區（東部）WB8、WB9、WB10孔組進行1次，主抽水孔為WB8，抽水層位為下層含水層。（4）為減少抽水試驗工程量，單孔抽水和孔組抽水可同時進行，孔組主抽水孔抽水時其工程量可計入單孔抽水。

3 工程質量管理

工程質量管理目標是實施項目質量體系工作，提高質量控制和保證能力，使工程質量始終處于受控狀態，嚴格按照規范要求組織施工，把好質量關，達到有關規程規范優良級標準。工程質量管理分為前、中、后三個階段。

3.1 施工前的質量管理

（1）對施工隊伍的資質進行重新的審查。施工單位為西安研究院，資質為地質勘探甲級，與投標時的情況相符。（2）建立健全了質量控制體系、質量自檢制度等質量管理制度。（3）成立“項目協調組”。為了加強項目施工管理，協調西安研究院與業主、監理單位的關系，由各方共同成立了“項目協調組”。（4）為了確保本勘探項目按時、按質、高效地完成，西安研究院設立項目部，負責抓好質量管理等工作。（5）項目部建立層層負責的質量崗位責任體系，經理、總工程師、安全質量檢查工程師、工程隊長按相應職責、權限簽訂質量負責責任狀，確保質量控制層層落實。（6）設專職質檢工程師，工班設兼職質檢員。項目部建立以經理為組長，總工程師為副組長的重點工程QC攻關小組，定期組織有關人員進行技術學習、質量教育、檢查評定。（7）施工前檢查：由施工負責人主持，施工技術部門參加對施工前準備工作進行全面檢查，根據工程進度需要及時調配數量充足、先進適用的各類機械設備、儀器，并對設備進行認真保養，滿足施工需要。對材料來源及數量、質量嚴格控制把關，不合格材料禁止進入現場。（8）組織公司相關單位，施工單位、監理單位對合同、施工方案、施工組織設計等進行詳細的審閱。按相關技術標準完善相關圖紙資料等。

3.2 施工過程中的質量管理

3.2.1 質量控制體系

建立健全縱、橫向聯合運作的質量管理組織體系和相應的規章制度。項目部及各施工作業單位在項目部質量安全組和業主、監理的指導下開展全面質量管理工作，以工作質量促工序質量、保工程質量，建立縱、橫向相互制約監督機制和工序質量控制程序和方法。

（1）質量控制程序，圖1所示。

（2）工作程序，圖2所示。

（3）質量自檢制度：施工中檢查、定期檢查、預驗檢查。1）施工中檢查。施工現場技術人員配合質量檢查人經常對施工的各個環節和工序質量進行檢查，對不利于保證工程質量的施工方法和質量不合格的工程，要求施工負責人及時改正和處理，必要時簽發工程質量問題通知單要求限期解決。檢查內容：位置，結構是否符合設計規定；是否嚴格按照施工技術交底資料和技術規范、操作規程正確施工，工程質量是否符合《驗收》要求；施工原始記錄是否齊全，記錄量是否及時詳實；按照《驗收》要求逐項進行預檢，不合格工序在監理工程師檢查前處理完畢，預驗合格后填寫檢查證、備齊有關附件報請監理工程檢查。2）定期檢查。由施工負責人主持，技術人員參加，對檢查中發現的施工技術問題，提出改進意見。3）預驗檢查。工程完畢后，技術部門根據有關規定編制好竣工文件，并由施工負責人主持竣工工程預驗檢查。檢查工程現場是否按設計要求或有關協議規定清理、恢復達到標準。

（4）技術資料管理。施工技術文件和資料，是施工過程中的重要依據或原始記錄，是編制竣工文件、施工技術總結、進行質量事故分析、工程成本分析等項工作的基本依據。認真收集、妥善管理技術文件和資料是施工技術管理的基礎工作之一，杜絕事后偽造、篡改、補填資料的發生。

（5）負責質量的人員管理。1）為實施本合同指派的項目經理、技術負責人和專業負責人未經業主和監理工程師的同意不無故不到位或被替換。2）項目經理、項目技術負責人、施工計劃負責人、財務負責人的替換必須經業主批準。其中項目經理、項目技術負責人離開工地7天以上必須向監理工程師請假并指定代理人，經監理工程師同意后方可離開。3）對負責質量的人員進行動態管理。對各分項工程、各工序負責人按時間順序登記造冊，建檔立卡，并在階段性工程交工驗收時向監理工程師提交副本，作到無論哪道工序出了質量事故，均能找到各級負責人。

3.2.2 質量管理措施

（1）整體質量保證措施。1）建立完善的質量保證體系、質量工作程序和崗位質量責任制、將質量數量和各崗位的經濟利益掛勾。2）開工前組織有關工程技術人員和鉆機施工人員認真學習質量保證體系、質量工作程序和崗位質量責任制。3）實行各級崗位責任制，項目技術負責為質管會主任負責，項目組長對項目總工負責，各專業人員對項目組長負責，層層落實責任，嚴把質量關。4）實行小組自檢、項目檢查、項目部驗收及甲方監理審查驗收制度。小組自檢是一項經常性工作，及時發現問題及時補充修正；項目檢查為階段性的，按要求分期進行室內及野外檢查，發現問題及時補充修正。五、做好“三邊”工作，加強綜合研究。對各種原始資料應及時進行檢查校對，發現問題必須到現場檢查后據實更正，不許在室內憑記憶修改。六、服從監理指令，接受監理對各項工作、指導、指正。

（2）巖芯鑒定及采樣質量保證措施。1）組織項目組成員認真學習各專業執行的最新國標、規范、規程，認真學習標書的內容。使得專業人員在工作中能夠保持協調一致，基礎資料規范合理。2）嚴格執行各項技術政策，貫徹技術制度。3）建立嚴格的崗位質量責任制度，做到獎罰分明，執行有力。4）各種原始編錄（填圖、鑒定、采樣），必須按時在現場完成，取全取準第一手資料，當天的原始資料，當天整理完畢。5）服從項目經理、監理工程師的指導。6）鉆孔質量驗收嚴格按標準進行，不得徇私舞弊。7）嚴格執行“三級”質量驗收管理，發現問題及時尋求原因，現場解決。8）巖芯鑒定手稿、原始日報要保持準確、清楚、完整、齊全。9）各種樣品按技術要求包裝、存放、及時送驗。

（3）測井工程質量保證措施。1）嚴格按規范要求對儀器進行刻度、調校及測試。2）嚴格按地質設計及地質任務施測。3）對兩種儀器進行嚴格的一致性檢查，現場對各種曲線進行誤差檢查。4）現場對各種原始記錄進行全程監測，對不符合規程規定者，進行現場處理，使之符合規范要求。

3.3 工程完成后的質量管理

（1）按合同的要求進行竣工檢驗，檢查未完成的工作和缺陷，及時解決質量問題。（2）制作竣工圖和竣工資料等。

4 質量控制效果評價

本次水文地質補充勘探共施工水文地質鉆孔13個，完成進尺9382.79m；注水試驗3層次，單孔抽（注）水試驗8層次，多孔抽水2次；綜合數字測井9283.44m；采集全分析水樣11組，同位素水樣11組；采集巖石力學樣本30組。鉆孔質量依據《煤田勘探鉆孔質量標準》（原煤炭工業部，1987）進行綜合評級驗收，13個鉆孔質量綜合驗收為3個特級鉆孔，10個甲級鉆孔，特甲級孔率100%，野外工作驗收通過。塔然高勒煤礦首采區水文地質補勘施工項目對施工質量控制是有效的，達到了預定目標，可為類似條件水文地質補勘施工項目提供參考和借鑒。

［1］薛麗.淺議建設單位全要素及全過程項目管理與控制要點［J］.四川建材，2012（04）∶200-201.