寺塔煤礦水井設(shè)計

大同煤礦集團寺塔煤礦有限責(zé)任公司水源井設(shè)計山西地寶能源有限公司

二O—三年十月大同煤礦集團寺塔煤礦有限責(zé)任公司水源井設(shè)計編制：尹秀江審核：郭開文總工：郭景林經(jīng)理：張春燕山西地寶能源有限公司

二O—三年八月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一.目的任務(wù) 3\o"CurrentDocument"二.位置、交通 3\o"CurrentDocument"三.地質(zhì)及水文地質(zhì)簡況 6\o"CurrentDocument"四.成井工藝 11\o"CurrentDocument"五.抽水試驗及水質(zhì) 12\o"CurrentDocument"六、技術(shù)要求 13\o"CurrentDocument"七、費用預(yù)算 15.目的任務(wù)大同煤礦集團寺塔煤礦有限責(zé)任公司為了解決煤礦建設(shè)和生活用水，委托我公司鑿水井一眼，要求出水量不小于500m3/d水質(zhì)達到當?shù)氐叵滤|(zhì)標準，施工工期為4個月。接受任務(wù)后我公司組織專家到實地進行了野外踏勘、編制并提交了水井設(shè)計，根據(jù)含水層賦存情況，設(shè)計井深750m，取水層位為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖溶水。井位選定于園子溝村以西山坡上，井口標高約521.00m。水源井設(shè)計參數(shù)坐標井口標咼(m)井深(m)出水量(m3/d)靜水位標咼(m)靜水位埋深(m)取水層位XY395817019463110521.00900500385136O2S位置、交通水源井位于寺塔煤礦南部園子溝村北，行政區(qū)劃屬山西省運城市河津市下化鄉(xiāng)管轄。水源井位于河津市北西約20km處，距侯西鐵路禹門口火車站7km，Z001縣道從水源井所在地南部通過，沿Z001縣道向西至寺塔村往北經(jīng)龍虎柏油公路可達鄉(xiāng)寧縣，向西可達陜西省韓城市，向南可抵禹門口火車站、河津市及G108國道，交通較為方便。詳見交通位置圖1-2-1。00111砂山3大寧昕人磴M1742:洞（堯都宜川36'36°JL00^7汾礦有司門口北稷迥津iMiu-韓城市廠申，垣曲市L.00112°11100萬紊影2具E猶縣奉山▲l78貴0, 75嚴 8 「_◎ 00111砂山3大寧昕人磴M1742:洞（堯都宜川36'36°JL00^7汾礦有司門口北稷迥津iMiu-韓城市廠申，垣曲市L.00112°11100萬紊影2具E猶縣奉山▲l78貴0, 75嚴 8 「_◎ B :?1:1500000L.—：|高速公路（擬建:.圖 ?'省政府駐地例 ?省轄地市政府駐?縣.市（區(qū)）駐省界地市界縣.市（區(qū)）界鐵路國家干線公路省級公路雙軌鐵路水庫AtiiAL7Q河流及引黃干渠山峰及髙程2．自然地理（1）地形地貌井田為晉西南黃土高原黃河岸邊中低山溝谷深切割地形，地形復(fù)雜，黃土大部剝蝕。西為黃河，向北、東接呂梁山脈；整體地勢呈北東高南西低之勢，區(qū)內(nèi)梁高溝深，東部梁上披蓋零星薄層黃土，它處基巖裸露，溝谷多呈V字形，植被不發(fā)育。區(qū)內(nèi)北東部楊家疙瘩最高，海拔標咼為848.9m，西南角石老虎溝溝口最低為385m，最大相對咼差463.9m。（2）水文黃河從井田西部流過，屬黃河流域。溝谷多呈南東向切割，溝坡上常有泉水滲出，泉水匯集成細流，自東向西流入黃河，干旱季節(jié)可能斷流。黃河7-9月份河流水量大，枯水的冬、春季節(jié)，流量較小。（3）氣象本區(qū)為大陸性季風(fēng)氣候，屬暖溫帶半干旱地區(qū)，四季分明；春季干旱多風(fēng)，晝夜溫差大；夏季炎熱少風(fēng)；秋季溫涼多雨，常陰雨連綿；冬季寒冷干燥，多西北風(fēng)。據(jù)氣象資料，各項氣象要素如下：氣溫：年平均氣溫9.9°C,1月最低為-21°C；7月最高為35°C。降水量與蒸發(fā)量：歷年（1996-2006年）平均降水量為500?600mm，最大742.8mm，最小235.48mm，多集中在七至九月，占全年降水量一半以上；年蒸發(fā)量1646.62?1920.1mm，平均1840mm,大于年降水量，一般為年降水量3倍左右。霜凍期以每年十月下甸至次年三月。風(fēng)向和風(fēng)速：風(fēng)向多為西北，風(fēng)速平均2.4m/s，最大15m/s，風(fēng)力一般5級左右，最大達8級。地質(zhì)及水文地質(zhì)簡況（一）地質(zhì)1．地層據(jù)已有地質(zhì)勘查資料將本井可揭露地層由老至新順次為奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組、上馬家溝組、峰峰組，石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組、第四系中上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)?，F(xiàn)由老至新分述如下：1、 奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組（O2）2x根據(jù)區(qū)域資料，本組厚度約170m。為薄一中厚層狀泥質(zhì)、白云質(zhì)、豹皮灰?guī)r。2、 奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2）2s本組厚度約240m。巖性為褐灰色白云質(zhì)灰?guī)r、灰一深灰色石灰?guī)r、泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r。下段為灰黃色角礫狀、蜂窩狀泥灰?guī)r；中段為深灰色、青灰色中厚層、巨厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主，多見豹皮狀結(jié)構(gòu)；上段以中—厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾灰?guī)r，局部見蠕蟲狀、云班狀構(gòu)造。含角石化石。3、 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）本組厚度約90m。巖性為灰一深灰色石灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r。其頂部（二段）多為角礫狀泥灰?guī)r及角礫狀石灰?guī)r，中、下部（一段）為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r及石灰?guī)r（中間灰?guī)r），區(qū)域上含脈狀及纖維狀石膏、井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)。3、 石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）2b平行不整合于下伏奧陶系灰?guī)r之上。本組平均厚度約42m。底部為雞窩狀山西式鐵礦，下部為泥巖、鋁土砂質(zhì)泥巖；上部為礫巖、粉砂巖、鋁土泥巖。含蜓、珊瑚等化石。4、 石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）連續(xù)沉積于本溪組之上。本組地層平均厚度約為59m。為井田主要含煤地層之一，巖性主要為灰—灰白色砂巖、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、深灰色石灰?guī)r及7層煤組成有腕足、苔蘚蟲、介形蟲、瓣鰓、棘皮等化石。含6、7、8、9、10、10下、11號煤層；其中10號煤層為穩(wěn)定全區(qū)可采煤層，11號煤層為不較穩(wěn)定局部可采煤層；6、7、10下號煤層為不穩(wěn)定零星可采煤層，8、9號煤層為不穩(wěn)定不可采煤層。自下而上發(fā)育的K2、K3、K4石灰?guī)r，層位穩(wěn)定，其底部以一層灰白色石英砂巖（K1）與本溪組分界。據(jù)巖芯分析，太原組為海陸交互相沉積含煤建造，為障壁島、瀉湖海灣、臺地及湖坪局部泥炭、沼澤、河口砂壩等環(huán)境沉積。5、 二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）1s與下伏太原組連續(xù)沉積，本組地層平均厚度約為57m。為井田內(nèi)主要含煤地層之一，巖性主要由深灰—灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、間夾灰色砂巖和6層煤組成，含植物化石。含01、02、03、1、2、3號煤層，其中2號煤為本井田穩(wěn)定可采煤層，其余為不穩(wěn)定不可采煤層。底部以一層厚層狀灰色粉砂巖（K7）與太原組分界。6、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）1x連續(xù)沉積于下伏山西組之上，本組地層平均厚度約為89m。巖性由淺灰色砂巖、灰—灰綠色砂質(zhì)泥巖及粉砂巖組成，含植物化石。近頂部夾一至兩層雜色含鮞粒錳鐵質(zhì)鋁土泥巖或透鏡狀錳鐵礦。上部砂巖較為發(fā)育，下部夾煤線。底部以一層灰綠色中粗粒長石石英砂巖（K/與山西組分界。8據(jù)巖芯分析，為河流湖泊相沉積環(huán)境，屬陸相沉積。7、 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）2sK10砂巖底至黃土層，與下石盒子組呈連續(xù)沉積，水源井一帶殘留厚度約為50m。巖性主要由黃綠色砂巖夾紫紅、黃綠色砂質(zhì)泥巖和灰黑色泥巖組成，底部分界砂巖〔Kio〕為一層黃綠色中粗粒底部含礫厚層狀長石石英砂巖。8、 第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）主要為中上更新統(tǒng)離石組（Q2l）和馬蘭組（Q3）黃土層，2l 3m總厚度0—10m。離石組由淺紅、黃紅色砂質(zhì)粘土及亞粘土組成，下部含2—3層鈣質(zhì)結(jié)核，垂直節(jié)理發(fā)育；馬蘭組由淡黃色砂質(zhì)粘土及亞粘土組成，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育。（二）．構(gòu)造井位附近構(gòu)造簡單，地層走向北北東，傾向北西西，傾角0°?6°，產(chǎn)狀較平緩。未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱，無巖漿巖侵入現(xiàn)象。（三）水文地質(zhì)1．地表水體河流黃河從井田西部流過，屬黃河流域。溝谷多呈南西西向切割，溝坡上常有泉水滲出，泉水匯集成細流，自東向西流入黃河，干旱季節(jié)可能斷流。黃河7-9月份河流水量大，枯水的冬、春季節(jié)，流量較小。黃河?xùn)|斷凹水文地質(zhì)單元石灰?guī)r地層主要分布在龍門口－西交口一帶，以中奧陶厚層灰?guī)r夾3－4層泥灰?guī)r及中寒武鮞狀灰?guī)r為主要賦水部位。在灰?guī)r裸露區(qū)及半裸露區(qū)，灰?guī)r的節(jié)理、裂隙、巖溶均較發(fā)育。如王家?guī)X井田杜家溝平硐內(nèi)見有同地下水流向一致的北東－南西向發(fā)育的溶洞，溶洞發(fā)育奧陶系、寒武系灰?guī)r中，直徑為1—2m,最深的溶洞不見底。區(qū)內(nèi)灰?guī)r水的賦存運動規(guī)律，嚴格受地貌、構(gòu)造、巖性制約，富水性不均一。在灰?guī)r裸露區(qū)，半裸區(qū)，灰?guī)r水為裂隙—巖溶潛水，水位埋藏深，接受大氣降水垂直滲透補給。在覆蓋區(qū)、深埋區(qū)，屬裂隙－巖溶承壓水，以側(cè)向補給為主。2．含水層奧陶系中統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙含水層：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組地層中發(fā)育多層厚層狀可溶性石灰?guī)r、白云巖巖層，中上部發(fā)育有溶洞溶孔及裂隙，具有豐富的含水，水位標高約385m。該含水層為本次鑿井取水層。石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層：石灰系上統(tǒng)太原組發(fā)育有3—5層石灰?guī)r，總厚約22m,巖溶裂隙較發(fā)育，具一定含水性。二疊系砂巖裂隙含水層：主要為中、細砂巖，裂隙不發(fā)育，含水性弱。第四系沖洪積孔隙含水層：由砂層、砂礫層等組成，含水性由砂、砂礫層的發(fā)育程度及大氣降氣補給條件而定，具有一定的含水性。3．隔水層主要為石炭系本溪組泥巖、鋁土質(zhì)泥巖，及各含水層間泥巖、砂質(zhì)泥巖。巖性較為致密具有較好的隔水性能。成井工藝1．井徑、井管結(jié)構(gòu)根據(jù)該水井地層及含水層情況，馬家溝組含水豐富的特點，并考慮止水等情況，該水井施工井徑、井管結(jié)構(gòu)如下井徑、井管結(jié)構(gòu)井段(m)套管外徑(mm)套管長度(m)孑L徑(mm)單米重量(kg/m)套管重量(t)0-30035030039467.4720.24300-55032525039462.5415.63550-75024420029646.569.31合計75045.19具體下管情況如下：0—550m段井管全為實管，550—750m以下大部為濾管。井管壁厚為8mm,井管采用螺旋焊接鋼管。各徑井管多于實際孔深0.50m左右(重復(fù)、搭接)，留設(shè)外喇叭。2.鉆井施工設(shè)備：選用TSJ—1000B型水源鉆機，TBW—850/50泥漿泵。鉆井液：開孔至30m用優(yōu)質(zhì)固相泥漿鉆進，粘度、比重隨時調(diào)整，以完全攜帶出巖屑為準。30m以下用清水鉆進。取芯：全孔采用三牙輪鉆頭無芯鉆進，撈砂判層。軟硬巖石變化時撈取一個砂樣，同一巖性時5m撈取一個巖屑樣。巖屑樣用清水沖洗干凈，填好標有深度的標簽擺放整齊備查，同時鉆機記錄員填寫在鉆探記錄表中，記錄清深度、巖性及編號。巖屑樣保存至水井驗收為止。下井管：水井中每一徑鉆探施工結(jié)束后經(jīng)判層達到設(shè)計層位時，下入設(shè)計中規(guī)定的井管。下井管前選用與井管同徑的巖芯管及掃孔鉆頭掃孔。井管焊接連接，井管坐在堅硬巖石上。止水：峰峰組以上地層全部封閉止水，每一徑井管外部底端用止水橡膠制成止水器封閉止水，止水器長度1.5—2.5m，井管間止水材料為水泥。洗井：主要在取水層段進行，采用活塞機械洗井，從上往下進行，含水層段反復(fù)5—10次。抽水試驗及水質(zhì)抽水試驗：洗井結(jié)束后采用QJ50m3-150m水泵抽水，用流量計測水量，抽水試驗歷時不小于72小時。該井出水量要求500m3/d以上。水源井參數(shù)坐標井口標冋(m)井深(m)出水量(m3/d)靜水位標咼(m)靜水位埋深(m)取水層位XY395817019463110521.00750500385136O2S經(jīng)水質(zhì)化驗符合園子溝村所處區(qū)域內(nèi)地下水水質(zhì)標準。六、技術(shù)要求1．要嚴把開孔關(guān)，機械安裝必須水平穩(wěn)固、周正，天輪、立軸、鉆孔要三點一線；2．開孔鉆進時，要隨鉆孔延伸及時更換長鉆鋌鉆進，以防孔斜，終孔孔斜W6。；3．鉆井液：原則上清水鉆進，如遇破碎帶、井孔縮徑、巖粉較多等特殊情況，沖洗液須換用泥漿。4．取芯：全孔采用牙輪鉆頭，無芯鉆進，撈砂判層。必要時撈取砂樣，用清水沖洗干凈，填好標有深度的標簽擺放整齊備查，同時鉆機記錄員按深度填寫在鉆探記錄中，記錄清楚深度、巖性及編號。5．物探測井：鉆探完成后下井管之前測井，測井主要為解釋巖性及含水性，準確劃分地層組段，同時要求測出井斜數(shù)值。測井儀器選用上海產(chǎn)TYJJ2型和TYFZ4型,測井結(jié)果要在下井管前解釋完成，責(zé)任人簽字后移交歸檔。6．下井管：鉆進至上馬家溝組頂部后下井管，下管前要求園孔。井管焊接連接，注意檢查焊縫質(zhì)量，不得出現(xiàn)沙眼。本次要求上馬家溝組頂部以上地層全部封閉止水。下井管要認真記錄，記清井管長度、規(guī)格、起止時間、止水材料、止水位置長度等，責(zé)任人簽字。此項工作由鉆機機長負責(zé)組織完成。7．洗井：主要在取水層段進行，采用活塞機械洗井，從上往下進行，含水層段反復(fù)5-10次，如有必要用濃度為25%-30%的鹽酸洗井，洗井后及時撈砂。8．抽水試驗：洗井結(jié)束后采用水泵抽水，按合同規(guī)定的出水量選用相應(yīng)型號的水泵進行抽水試驗，用流量計確定水量。9．水質(zhì)化驗：抽水試驗結(jié)束前，水清砂凈時采取送檢水樣一個，送有關(guān)部門化驗，初步確定水質(zhì)類型。10．資料整理：水井施工結(jié)束后，及時整理好各項技術(shù)資料歸檔，15日內(nèi)提交成井報告。七、費用預(yù)算根據(jù)國家發(fā)展計劃委員會、建設(shè)部《工程勘察設(shè)計收費標準》2002年修訂本），計算各項預(yù)算費用如下：1．鉆探費用計算公式：鉆探費用=130（元/m）X進尺（m）X巖土類別系數(shù)X孔深系數(shù)X孔徑系數(shù)預(yù)算鉆探費用為1959321元（詳見表7-1）。鉆探費用預(yù)算表段1m井<尺m進<井徑(mm)巖類系數(shù)孔深系數(shù)孔徑系數(shù)價格（元）0-50503944.21.21.65241650-100503944.21.01.643680100-150503944.21.21.652416150-200503944.21.41.661152200-250503944.21.71.674256250-300503944.22.01.6