BÀI GIẢNG HƯỚNG DẪN THỰC TẬP KHOAN - KHAI THÁC
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ -oOo - BÀI GIẢNG TP HCM, Tháng 11/2006 MỤC LỤC BÀI GIẢNG STT NỘI DUNG Trang Giới thiệu môn học Bài 1: Làm quen với thiết bị dụng cụ khoan 14 Bài 2: Khoan khảo sát địa chất cơng trình 127 Bài 3: Khoan thăm dò khai thác nước 189 BÀI GI NG H NG D N TH C T P KHOAN - KHAI THÁC GI I THI U MÔN H C CBGD : ThS Đ QUANG KHÁNH ThS HOÀNG TR NG QUANG ThS BÙI T AN B môn : Khoan Khai thác Tel : 84-8-8654086 M cl c M c tiêu môn h c N i dung môn h c N i qui kỹ thu t an toàn c b n Gi i thiệu công tác khoan – khai thác (video) Hình thức đánh giá Tài liệu tham kh o Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC M C TIÊU MÔN H C Giúp cho sinh viên có điều kiện ti p xúc làm quen v i nghề nghiệp T o điều kiện cho sinh viên đ c quan sát, thực hành m t s công việc khoan đ a ch t cơng trình, đ a ch t thủy vĕn t i tr ng T ng k t, làm báo cáo thực t p khoan – khai thác Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC N I DUNG MÔN H C Bài 1: LÀM QUEN V I THI T B VÀ D NG C KHOAN I N i dung yêu cầu thực t p II C s lý thuy t 2.1 Thi t b khoan 2.2 D ng c khoan 2.3 Các d ng c b kéo th 2.4 Các d ng c cứu c tháo m cần III Điều kiện thực t p cách thức t chức Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC N I DUNG MÔN H C Bài 2: KHOAN KH O SÁT Đ A CH T CƠNG TRÌNH I N i dung yêu cầu thực t p II C s lý thuy t 2.1 Gi i thiệu 2.2 Các ph ng pháp khoan 2.3 L y m u đ t 2.4 B o qu n ghi nhãn m u 2.5 Các thí nghiệm h khoan III Điều kiện thực t p cách thức t chức Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC N I DUNG MÔN H C Bài 3: KHOAN THĔM DÒ KHAI THÁC N C I N i dung yêu cầu thực t p II C s lý thuy t 2.1 Phân lo i gi ng ph ng pháp khoan 2.2 M t s yêu cầu c b n đ i v i gi ng khoan 2.3 Cơng nghệ khoan 2.4 Tính tốn s b ng l c 2.5 Khôi ph c đ nh n c tầng chứa n c 2.6 Trám gi ng khoan III Điều kiện thực t p cách thức t chức Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC N I QUI VÀ K THU T AN TOÀN C B N Những qui đ nh chung • Đ i nón, mang giày b o h , mang gĕng tay khoan • Khơng làm việc có giơng, m a to ho c b o • Có biển c nh báo thi cơng • Chú ý đ n công tác b o vệ môi tr Không vȣt rác phế thải ng Khơng để dung dịch khoan tràn ngồi San lấp phục hȍi mặt di dời Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC N I QUI VÀ K THU T AN TỒN C B N An tồn l p đ t thi t b • Chuẩn b khu vực khoan • Khơng đ t thi t b khoan s • Đ m b o kho ng cách nh nhà , nhà x ng, đ n d c nh t t máy khoan đ n ng dây điện 1,5 lần chiều cao tháp khoan Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Hiện có r t nhiều ph ng pháp kh sét (làm s ch v sét) thành l khoan làm s ch ng l c Trong ph m vi giáo trình ch đề c p t i m t s ph ng pháp chủ y u sau: Trong tầng đ t đá chứa n c có áp su t l n: Sau hạ xong ȋng lọc vào lỗ khoan, dùng máy bơm bơm rửa nƣớc lã qua cột cần khoan từ phần ȋng lọc xuȋng tới đáy Công tác rửa đƣợc tiến hành nƣớc rửa có xuất slam cȡa tầng chȣa nƣớc vừa khoan qua Trƣờng hợp khơng có nƣớc để rửa lỗ khoan, ta dùng ȋng múc múc dung dịch sét dƣới lỗ khoan Cȣ múc nhƣ xuất nƣớc cȡa tầng chȣa nƣớc mực nƣớc thȡy tính cȡa tầng chȣa nƣớc ȏn định đƣợc Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 234 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Nếu tầng chȣa nƣớc đất đá rắn nȣt nẻ, sau rửa lỗ khoan nƣớc lã qua cột cần khoan múc ȋng múc xong, cần tiến hành dùng thiết bị bơm airslift (thiết bị bơm dâng khí nén) để rửa lỗ khoan Ȋng dâng nƣớc đƣợc hạ xuȋng cách đáy lỗ khoan khoảng 0,5 mét Máy bơm cho làm việc với công suất lớn tiến hành đóng, ngắt đột ngột tạo điều kiện thay đȏi áp suất lớn lỗ khoan, làm cho hạt sét slam bị hút theo khȉi kẽ nȣt tầng đất đá quanh ȋng lọc Nếu khoan tầng đất đá cȣng, nȣt nẻ mà dùng nƣớc lã để rửa lỗ khoan, tiến hành dùng máy bơm éclíp để khơi phục độ phóng thích nƣớc cȡa tầng chȣa nƣớc Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 235 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Trƣờng hợp tầng đất đá chȣa nƣớc hạt nhȉ vừa, cần tiến hành dùng ȋng múc múc đặn vùng ȋng lọc (phần lọc) trƣớc dùng thiết bị bơm éclíp để khơi phục độ phóng thích nƣớc Trong tất trƣờng hợp dùng thiết bị bơm éclíp cần bơm nƣớc hồn tồn, cát khơng dâng lên theo dịng nƣớc, mực thȡy động lƣu lƣợng nƣớc cȡa lỗ khoan ȏn định (lúc độ phóng thích nƣớc cȡa tầng chȣa nƣớc đƣợc khôi phục) Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 236 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Trong tầng đ t đá chứa n c có áp su t y u ph ng pháp khơi ph c đ phóng thích n c tầng chứa n c phức t p h n so v i tr ng h p trên, c thể : Dùng máy bơm bơm nƣớc rửa qua cột cần khoan đƣợc hạ tới vùng ȋng lọc Dung dịch sét quanh vùng ȋng lọc phía chảy vào lỗ khoan qua ȋng lọc lỗ nhȉ đặc biệt đƣợc đục ȋng lắng cao đế khoảng 0,5 mét Cȣ tiến hành rửa nhƣ đƣa hoàn toàn dung dịch sét khȉi lỗ khoan xuất cát dâng theo lên miệng lỗ khoan Cơng việc dùng thiết bị bơm éclíp dùng ȋng múc Tùy theo lƣu lƣợng cȡa tầng chȣa nƣớc để khôi phục hồn tồn độ phóng thích nƣớc cȡa Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 237 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Cuȋi cùng, trƣớc tiến hành bơm khai thác, đȏ xuȋng phần ȋng lắng có đục lỗ lƣợng đá dăm trám nút xi măng để tăng khả phóng thích nƣớc cȡa tầng chȣa nƣớc, đȍng thời đề phòng cát tràn vào lỗ khoan Trong tầng cát hạt nhȉ vừa dùng nƣớc bơm rửa qua phần đế cȡa ȋng lọc Khi ȋng lọc đặt chìm dùng cần khoan nȋi ren trái với đế đầu ȋng lọc, rȍi qua để rửa lỗ khoan Đế cȡa ȋng lắng cần dừng lại cách đáy khoảng 0,5 mét Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 238 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Q trình khơi phục độ phóng thích nƣớc phƣơng pháp nhờ máy bơm, bơm nƣớc rửa qua cột cần khoan xuȋng đáy, qua đế ȋng lắng dâng lên miệng lỗ khoan qua khoảng hở phần ȋng lọc thành lỗ khoan, rửa dung dịch sét phá vỡ lớp vȉ sét thành lỗ khoan Đȍng thời nƣớc rửa lấy theo hạt sét slam nhȉ từ tầng đất đá chȣa nƣớc Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 239 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Công tác rửa dừng lại thấy nƣớc mạnh nƣớc rửa dâng lên miệng lỗ khoan thấy lẫn cát Sau rửa xong, ȋng lọc đƣợc đặt vào vị trí định, cột cần khoan đƣợc tháo lấy lên đế ȋng lắng đƣợc đȏ đá dăm cuội sȉi nhȉ rȍi trám nút xi măng đề phòng cát bị xơ vào lỗ khoan q trình khai thác sau Khoảng hở đầu ȋng lọc ȋng chȋng cần phải làm đệm nút bịt kín để tránh tƣợng cát đất đá rơi vào khoảng hở ȋng lọc tầng đất đá chȣa nƣớc, đȍng thời tăng khả phóng thích nƣớc cȡa tầng Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 240 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Khi cần khử sét tầng cát hạt vừa đặt ȋng lọc nhiều tầng lỗ khoan, ngƣời ta rửa nƣớc lã bơm qua ȋng lọc đục lỗ Ȋng đục lỗ có hai vịng lót kín cao su hai đầu để làm nút Nó đƣợc thả vào lỗ khoan nhờ cột cần khoan đặt ȋng lọc Nhờ cần khoan mà dịch chuyển lên xuȋng dƣới để rửa đoạn, nƣớc rửa dâng lên mang theo cát chȣng tȉ độ phóng thích nƣớc đƣợc khơi phục Trong đất đá có hạt nhȉ, mịn, đȍng khử sét thành lỗ khoan phƣơng pháp đánh sập cho kết tȋt sau đánh sập vùng gần ȋng lọc, ngƣời ta dùng ȋng múc để lấy vụn đất đá bị lắng xuȋng phần ȋng lắng, dùng bơm bơm thật mạnh, lợi dụng dòng nƣớc xói rửa mang lên miệng lỗ khoan Cuȋi phần đế ȋng lắng đƣợc trám xi măng Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 241 BM KHOAN & KHAI THÁC Khôi ph c đ nh n c c a t ng ch a n c Để khơi phục độ phóng thích nƣớc cȡa tầng chȣa nƣớc mà phƣơng pháp khơng có hiệu quả, ta dùng dây nȏ lỗ khoan đầy nƣớc Phƣơng pháp lợi dụng cȡa sóng va chạm truyền theo phƣơng đƣờng kính Sóng nȏ phá vỡ lớp vȉ sét để khơi phục độ phóng thích nƣớc cȡa tầng đất đá chȣa nƣớc Sau sử dụng dây nȏ, thiết phải rửa lỗ khoan hết sȣc cẩn thận nƣớc lã Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 242 BM KHOAN & KHAI THÁC 2.6 Trám gi ng khoan Ng i ta th ng dùng v t liệu có tính dẻo ho c ch t xít, khơng th m n c để trám c t ng ch ng, tức để làm ch c kín kho ng h ng ch ng v i thành l khoan Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 243 BM KHOAN & KHAI THÁC Trám gi ng khoan Tác d ng chủ y u việc trám l khoan : Phân cách tầng khoáng s n l ng (dầu, n c ), khí (khí đ t ) ho c cứng (mu i m ) v i tầng lân c n l khoan để tránh xâm nh p l n làm m t tính ch t b n thân khống s n Làm kín toàn b l khoan để b o vệ tầng khoáng s n kh i b tác d ng phong hóa, m t khác ngĕn ng a n c phía theo l khoan mà xâm nh p vào cơng trình khai thác sau Gia c thành l khoan ch ng l i t ng phức t p đ a ch t nh s p l , m t n c, n c xâm nh p mà không cần ph i ch ng ng Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 244 BM KHOAN & KHAI THÁC Trám gi ng khoan T tác d ng đó, ta th y l khoan ch cần trám t ng tầng ho c đ c trám toàn b t đáy lên t i miệng Khi trám b t t ng tầng, v t liệu trám s t o nên m t l p v b o vệ che kín lên tầng "b t rễ" sâu vào đ t đá thành vách Cịn trám tồn b (hay th ng g i trám l p) v t liệu trám s làm đầy l khoan theo su t chiều sâu Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 245 BM KHOAN & KHAI THÁC Trám gi ng khoan Hiện để trám l khoan ng i ta th ng dùng hai v t liệu c b n đ t sét xi mĕng: Đ t sét: cần s d ng lo i sét quánh, dẻo, không chứa phần t cứng H n h p v i n c s t o hai lo i v t liệu trám đ t sét nhão dung d ch sét Xi mĕng: cần s d ng lo i xi mĕng pooclĕng có ch t l ng cao (mac 500 600), t i, tức không để hai tháng sau s n xu t Ng i ta dùng xi mĕng để trám d i d ng dung d ch, v i t lệ n c xi mĕng khô (theo tr ng l ng) th ng 0,4 - 0,5 Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 246 BM KHOAN & KHAI THÁC Trám gi ng khoan Gel xi mĕng: lo i v t liệu trám trung gian hai lo i Nó h n h p xi mĕng v i dung d ch sét, t lệ chúng đ c xác đ nh phịng thí nghiệm theo điều kiện s d ng c thể (thí d : để trám ch ng m t n c, tr n m3 dung d ch sét có tỷ tr ng δ = 1,1 đ n 1,2 g/cm3 1600 đ n 800 kg xi mĕng) Tuy có th i gian đơng cứng lâu h n có đ bền sau đơng cứng h n, nh ng l i u điểm so v i dung d ch xi mĕng có tính linh đ ng cao, nên dễ b m dễ xâm nh p vào khe nứt đ t đá Có lo i trám khai thác n c là: a Trám cách ly nhiễm bẩn nhiễm m n b Trám cách ly đ a tầng đ c biệt c Trám l p gi ng khoan Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 247 BM KHOAN & KHAI THÁC III ĐI U KI N TH C T P VÀ CÁCH TH C T Điều kiện thực t p Xe khoan thĕm dị khai thác n c Cơng trình khoan thĕm dò khai thác n Xem video h CH C c ng d n thực t p khoan – khai thác Cách thức t chức T chức theo nhóm thực t p khoan thĕm dị khai thác n c Khu Linh trung Đại học Quȋc gia Tp HCM Hoặc cơng trình khoan khảo sát địa chất cơng trình thực tế TP HCM tỉnh thành lân cận Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 248 BM KHOAN & KHAI THÁC