【正文】 鉆進方法 為了確定鉆進方法，先對鉆孔地層地質概況進行分析，下面是鉆孔地層剖面表： 表 41 鉆孔地層剖面表 [4] 地層 巖性 孔深（ m） 可鉆性 巖層傾角（176。 在 灌 注完畢后將提筒下入到孔內灌注部分，稍停 2～ 3 分鐘，提出地表，確定 灌 注位置，并觀測上部漿液稀釋情況。利成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 35 用泥漿泵的壓力，將水泥漿通過鉆桿送到孔 內封閉段 ，直到 孔 口有水泥漿冒出 時即可停止灌漿。 L —— 密封孔段長度（ m） ，分別為 50m 和 640m； K —— 系數(shù)（ K=～ ） ，取 ； Q —— 需要水泥用量（ kg） 。 （ 2） 封孔段長度 由于 地下水 范圍幾乎覆蓋 全孔， 同時為簡化工序 ，決定采用全孔段封閉，封孔長度為 。 （ 3）封孔后必須在孔口設立標志。 （ 2）凡是穿過工業(yè)礦體，又見 有含水層、 含水結構 、 或同時穿過幾個含水層，可能導致水文地質惡化的鉆孔 和 其工業(yè)礦層或主要含水層以及含水構造的頂 、底板上下各 5m范圍內， 必須 用 進行 密封。因此除了少數(shù)留作長期觀測或成井的鉆孔以外，其余的鉆孔均 須 密封。 抽水試驗結束后，應將現(xiàn)場的所有原始資料進行詳細的檢查、校核，確認無誤時，方 可進行室內資料整理工作。然后，視其穩(wěn)定程度，每 30 分鐘或 1 小時觀測一次。 動水位及水量的要求：動水位和涌水量應同時觀測。 洗孔后及抽水試驗前后均需進行孔深探測，沉淀物不得埋沒下部含水層厚度的 1/5。 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 33 抽水試驗 抽水試驗前，必須進行洗井工作。鉆進過程中應進行孔深和孔斜的校測，發(fā)現(xiàn)問題及時修正。若發(fā)現(xiàn)嚴重漏水時，應記錄起止深度及耗水量等。 沖洗液循環(huán)系統(tǒng)不得漏失，務必防止雨水及地表水的流入，應經(jīng)常清挖出其中的沉淀物。測定方法是：下鉆掃孔到底和提鉆關泵時，各測一次水源箱的水量，再加上工作時間注入水源箱的水量，即可求得此回次沖洗液總消耗量。 ℃。 水溫觀測 一般在孔內水位和漏水量有很大變化時才進行測量，每個含水層至少測定一次，較厚含水層可在上、中、下各測一次。遇水位突變或有意義的含水層，應停鉆測其靜水位或水頭高度。穩(wěn)定后可每 4 小時觀測一次。因故停鉆時間較長時，觀測時間視水位變化快慢而定。并編制相應的曲線圖表。其觀測項目一般包括：地下水水位、水溫、沖洗液消耗量及粘度、涌水現(xiàn)成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 32 象等。 使用 電測水位計進行水溫觀測。 按上述要求，設置繃繩及避雷針裝置，如圖 311： 圖 38 沖洗液循環(huán)系統(tǒng)圖 圖 39 繃繩及避雷針裝置圖 鉆探機場的布置 機場 內部的布置應按照整齊有序、使用方便、操作安全、作業(yè)過程中互不干擾影響的原則將選定的設備和循環(huán)系統(tǒng)等布置在平面圖上。因為 A1820型鉆塔高為 18m，在鉆塔每根塔腿上各設一根，系于塔高 3/4 處。 根據(jù)上述原則，設計沖洗液循環(huán)系統(tǒng)如圖 310： ②安全設備的安裝 防火設備 場 內要有足夠數(shù)量的防火用具如滅火器、沙箱（沙袋）、防火溝等，并設專人負責。 3m179。 b179。 孔口 — 沉淀池 — 水源池要有一定的坡度， 1/100。 200mm。高 =15m179。 循環(huán)槽，長179。 1m179。 b179。 施工期為夏季，循環(huán)系統(tǒng)要設置擋雨棚。 （ 5） 附設備的安裝 ① 循環(huán)系統(tǒng)的安裝 循環(huán)系統(tǒng)包括水源箱（池）、循環(huán)槽（溝），沉淀箱（池）等。 （ 2）機械設備的安裝 正確安裝鉆探設備并保證其牢固性對整個鉆進工作有很大的影響，因此安裝鉆探時必須注意下列事項： ①設備安裝好后，必須達到周正水平，穩(wěn)固的要求； ②鉆機立軸中心線與天車中心（前輪緣）、孔口中心線必須在一條直線上。 根據(jù)以上原則和計算，對基臺木進行如圖 39： 圖 36 基臺木接頭連接和橫順枕木交錯連接圖 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 28 圖 37 基臺木布置圖（ mm） 鉆塔及機械設備的安裝 （ 1）鉆塔的安裝 使用整體安裝法。 ③基臺木的布置 在保證基臺穩(wěn)定、牢固的前提下，基臺的結構應盡量簡化，力求少用基臺木。 250（ mm）的基臺木。 （ 3） 建筑基臺 安裝鉆探設備的基臺是在修建完畢的地基上用數(shù)根基臺木建成的，基臺木根據(jù)所用鉆探設備的類型按一定的規(guī)格和形式排列，分上下兩層交錯并用螺栓連接而成。 13m，總面積 195 ㎡。 ②機場大小 鉆探機場的大小由所選設備類型，布置形式，循環(huán)系統(tǒng)和器材放置占地面積而定。 鉆探機場的修建 （ 1）修筑場地 鉆探場地的選擇，應根據(jù)地質設計的要求（孔位、孔深、方位及傾角）和施工安全、方便、節(jié)約的原則進行選擇。 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 26 ～ 75mm，選用直徑為 71mm的巖芯管； ～ 孔段地層是煤層，取芯困難且要求取芯率高，故采用特殊的取芯鉆具。 （ 7）巖芯管、套管 由于巖芯原生構造的評價無要求，故使用普通壁厚的單層巖芯。 （ 5）鉆桿鎖接頭 對應選用 60 規(guī)格的 鉆桿鎖接頭。） 70 1― 2 地質巖芯鉆探用管材 （ 1）鉆桿 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 25 根據(jù)前面的分析，選用Φ 75（ 8 10 12 146） mm 鉆桿，規(guī)格表如下： 表 37 鉆桿規(guī)格表 加厚方式 鉆桿外徑 壁厚 公稱內徑 加厚部分 鉆桿全長 理論重量 (kg) 外徑 內徑 端部內徑 加厚長度 過渡長度 螺紋長度 每米重量 附加重量 D b d D1 d1 d1 L1 L2 G kg/m 內加厚 ?? ?? 48 69 48 51 120 65 60 6000 200? 7.99 1.5 （ 2）鉆鋌及其接箍 Φ 150mm 孔段使用 Φ 91mm鉆鋌， Φ 130mm和 Φ 110mm 孔段使用 Φ 83mm 鉆鋌。) 機軸轉速(r/min) 攪筒有效容積（ m179。 （ 6）泥漿攪拌機的選擇 這里選用 型泥漿攪拌機。 37 股（ 1+6+12+18），鋼絲公稱抗拉強度為 1400MPa，四根，長度 。 但為了防止意外傾覆，仍需要使用繃繩對鉆塔進行加固，在鉆塔上加繃繩加成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 24 固后如圖 37所示： 圖 35 繃繩加固示意 圖 根據(jù)圖 37 可以得出以下計算式： 2 2 1 8 2 5 .5L H m? ? ? ? 繃繩計算長度為 ，為了與鉆塔和地面連接加長 2m，總長 。 圖 34 滑車系統(tǒng) 結構 示意 圖 （ 4）繃繩的選擇 使用繃繩加固鉆塔使其在風載荷其他水平荷載下保持穩(wěn)定是通常采用的方法。故應選擇雙輪，滿足負荷要求的滑車。 排水管的承壓能力要和泥漿泵的輸出壓力相匹配，直徑要與排出口直徑相符， BW250 泥漿泵的最大輸出壓力為 8MPa，故需選用高壓輸水管線，直徑 90mm。它們的選擇主要根據(jù)泥漿泵吸收管接頭和排水管接頭的尺寸以及輸送壓力等選擇。 2500 1200 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 23 附屬設備選擇 （ 1）水龍頭 水龍頭的作用是向鉆具內輸送高壓沖洗液，水龍頭的選擇一般根據(jù)鉆進口徑和鉆進深度選擇，由于此鉆孔鉆深為 780m，故應選用深孔水龍頭。 根據(jù)塔高、鉆孔角度和天車荷載，結合公司實際， A1820 和 A1835都滿足要求，但 A1835 的天車額定負荷遠大于需求量，故選擇 A1820 型鉆塔。 有 死繩端時，天車載荷為： 0 2 KNdg m?? （ 1+ ） （ ） 代入數(shù)據(jù)： 有死繩端時： 0 21 0 5 . 5 6 K N4 0 . 9 1Q ?? ?（ 1+ ） = 由于無死繩端得滑車系統(tǒng)，對鉆塔的荷載是不均勻的，僅用于塔高不高的情況。 ①提升鉆具時的大鉤荷載 [1]： 12(1 )dgQ K qL?? ??? 式中： q —— 每米鉆桿柱的重量（ N/m），查鉆桿規(guī)格表， ? ? ?； 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 21 L —— 鉆桿柱長度（ m），按孔深取 ； 1? —— 沖洗液比重（ g/cm3），選用低固相泥漿，估取為 ； 2? —— 鉆桿鋼材比重（ g/cm3），取 ； ? —— 接頭重量修正系數(shù)，接頭連接 ?? ； K —— 卡阻系數(shù)， K =～ 2，孔較深取 ； 代入數(shù)據(jù)： 1 . 0 51 . 9 1 . 0 5 7 8 . 3 7 8 0 . 1 5 ( 1 ) 1 0 5 5 6 5 . 5 N7 . 8 5dgQ ? ? ? ? ? ? ? ②滑車系統(tǒng)結構 首先計 算滑車系統(tǒng)中工作繩數(shù)： dgjQm p??滑 式中： m —— 繩數(shù)； jp —— 升降機提升能力（卷筒繞繩拉力） (KN)，查表 31，取 40KN。 （ 2）鉆塔負荷量的選擇 鉆塔負荷量依據(jù)天車載荷選定。 4=12m K —— 系數(shù)， K 與起下鉆工具尺寸和提鉆安全高度有關， K 值一般可取～ ；立根短，提升速度快時，取大值，這里取 。鉆孔越深，立根越長，鉆塔也就越高。鉆塔的類型和結構應根據(jù)孔深、鉆孔傾角、大鉤荷載以及施工期限等選用。 鉆機柴油機為 4105型，額定功率 60KW，額定轉速 20xxr/min。 表 34 3B57 型離心泵技術參數(shù)表 流量 揚程（ m） 轉速（ r/min） 柴油機 功率（ KW） 允許吸上真空高度（ m） 重量（ kg） 70 2900 17 70 60 45 57 動力機選擇 鉆場在山區(qū)，無電，故需配置柴油機提供動力。 查 B 型離心泵技術參數(shù)表，選用 3B57 型離心泵。 供水泵揚程一般可按下式計算 [1]： H Z HL= +D 式中： Z —— 水源距鉆機的高度（ m），此處為 20m； H? —— 每百米長管路水頭損失（ m），按流速 ，管道內徑 40mm，查成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 19 表得 米水柱； HL? —— 水源到鉆機場整個送水管路的阻力損失的總和（ m）。故施工過程中用量較小，故供水泵的流量可盡量選小。鉆場每天需要的供水量應根據(jù)鉆孔結構、循環(huán)系統(tǒng)容積以及鉆進時的消耗量進行估算。 由于水源較近直接使用供水泵供水，孔位距水源 300m，無需設置二級泵站，故此供水泵的選擇主要從供水泵流量和供水泵的揚程兩方面選擇。 型號為 2105F，額定功率 20HP，額定轉速 1500r/min。無 電源。650 供水泵選擇 由 礦區(qū)自然條件 可知：礦區(qū)基礎設施較完善。 代入數(shù)據(jù)： Q = π4 (1302 ? 602)60 = 直徑 150mm 的孔段，由于孔徑過大，上返流速設為 ～ ?? = ??4 (1502 ?602) 60 = ??/min 查國內往復式泥漿泵的類型及其技術參數(shù)： BW250 型泥漿泵 滿足流量要求，如下 為 BW250 型泥漿泵參數(shù) ： 表 33 BW250 型泥漿泵技術參數(shù)表 類型 變量方式 流量級數(shù) 流量（ L/min） 臥式三缸單作用活塞泵 變速箱箱四級變速更換兩級缸套 4 320； 230； 165；118 缸徑（ mm） 活塞行程（ mm） 吸水管直徑（ mm） 排水管直徑（ mm） 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 18 80； 60 110 75 50 額定排出壓力 輸入功率 重量（ KN） 外形尺寸 4； 5； 6； 8 30 單機 650 1280179。 （ 1） 泥漿泵流量 生產(chǎn)中以有效排除巖粉作為確定沖洗液量的依據(jù)。 綜合鉆進能力參數(shù)、鉆機工作參數(shù)的要求，本鉆孔施工選擇 XY5 型鉆機。 成都理工大學 20xx 屆本科畢業(yè)設計（論文） 16 由于地層都為軟巖，取 ? ；鉆孔用到四種孔徑，分別為。 XY（ 5） XY6 和 TK3 型鉆機都符合相應要求，但考慮到此鉆孔直徑較大，Φ 150mm 孔段從 0～ 68m，Φ 130mm 孔段 68～ 150m，應選擇鉆進能力強的鉆機，根據(jù)表 33 可知， XY5型鉆機較適合。 鉆探設備和器材 鉆機選擇 （ 1） 鉆進能力參數(shù)選擇 ①鉆桿直徑 土層取芯鉆孔直徑為Φ 148mm，巖層取芯鉆孔直徑 不等 ，第一級鉆孔最大直徑為Φ 150mm，鉆桿直徑應小于 Φ 127mm，但不能過小，否則會使間隙過大，