寺塔煤矿水井设计.doc

大同煤矿集团寺塔煤矿有限责任公司水源井设计山西地宝能源有限公司二一三年十月大同煤矿集团寺塔煤矿有限责任公司水源井设计编 制：尹秀江审 核：郭开文总 工：郭景林经 理：张春燕山西地宝能源有限公司二一三年八月目 录一. 目的任务3二. 位置、交通3三. 地质及水文地质简况6四. 成井工艺11五. 抽水试验及水质12六、技术要求13七、费用预算15一. 目的任务大同煤矿集团寺塔煤矿有限责任公司为了解决煤矿建设和生活用水，委托我公司凿水井一眼，要求出水量不小于500m3/d，水质达到当地地下水水质标准，施工工期为4个月。接受任务后我公司组织专家到实地进行了野外踏勘、编制并提交了水井设计，根据含水层赋存情况，设计井深750m，取水层位为奥陶系中统马家沟组岩溶水。井位选定于园子沟村以西山坡上，井口标高约521.00m。水源井设计参数坐 标井口标高(m)井深(m)出水量(m3/d)静水位标高(m)静水位埋深(m)取水层位XY395817019463110521.00900500385136O2S二. 位置、交通水源井位于寺塔煤矿南部园子沟村北，行政区划属山西省运城市河津市下化乡管辖。水源井位于河津市北西约20km处，距侯西铁路禹门口火车站7km，Z001县道从水源井所在地南部通过，沿Z001县道向西至寺塔村往北经龙虎柏油公路可达乡宁县，向西可达陕西省韩城市，向南可抵禹门口火车站、河津市及G108国道，交通较为方便。详见交通位置图1-2-1。2自然地理（1）地形地貌井田为晋西南黄土高原黄河岸边中低山沟谷深切割地形，地形复杂，黄土大部剥蚀。西为黄河，向北、东接吕梁山脉；整体地势呈北东高南西低之势，区内梁高沟深，东部梁上披盖零星薄层黄土，它处基岩裸露，沟谷多呈V字形，植被不发育。区内北东部杨家疙瘩最高，海拔标高为848.9m，西南角石老虎沟沟口最低为385m，最大相对高差463.9m。（2）水文黄河从井田西部流过，属黄河流域。沟谷多呈南东向切割，沟坡上常有泉水渗出，泉水汇集成细流，自东向西流入黄河，干旱季节可能断流。黄河7-9月份河流水量大，枯水的冬、春季节，流量较小。（3）气象本区为大陆性季风气候，属暖温带半干旱地区，四季分明；春季干旱多风，昼夜温差大；夏季炎热少风；秋季温凉多雨，常阴雨连绵；冬季寒冷干燥，多西北风。据气象资料，各项气象要素如下：气温：年平均气温9.9，1月最低为-21；7月最高为35。降水量与蒸发量：历年（1996-2006年）平均降水量为500600mm，最大742.8 mm，最小235.48mm，多集中在七至九月，占全年降水量一半以上；年蒸发量1646.621920.1mm，平均1840 mm，大于年降水量，一般为年降水量3倍左右。霜冻期以每年十月下甸至次年三月。风向和风速：风向多为西北，风速平均2.4m/s，最大15m/s，风力一般5级左右，最大达8级。三. 地质及水文地质简况（一）地质1地层据已有地质勘查资料将本井可揭露地层由老至新顺次为奥陶系中统下马家沟组、上马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、第四系中上更新统及全新统。现由老至新分述如下：1、奥陶系中统下马家沟组（O2x）根据区域资料，本组厚度约170m。为薄中厚层状泥质、白云质、豹皮灰岩。2、奥陶系中统上马家沟组（O2s）本组厚度约240m。岩性为褐灰色白云质灰岩、灰深灰色石灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩。下段为灰黄色角砾状、蜂窝状泥灰岩；中段为深灰色、青灰色中厚层、巨厚层状灰岩、泥质灰岩为主，多见豹皮状结构；上段以中厚层状白云质灰岩为主，夹灰岩，局部见蠕虫状、云班状构造。含角石化石。3、奥陶系中统峰峰组（O2f）本组厚度约90m。岩性为灰深灰色石灰岩、泥灰岩、泥质灰岩、白云质泥灰岩及角砾状灰岩。其顶部(二段)多为角砾状泥灰岩及角砾状石灰岩，中、下部(一段)为泥灰岩、泥质灰岩、白云质泥灰岩及石灰岩(中间灰岩)，区域上含脉状及纤维状石膏、井田内未发现。3、石炭系中统本溪组（C2b）平行不整合于下伏奥陶系灰岩之上。本组平均厚度约42m。底部为鸡窝状山西式铁矿，下部为泥岩、铝土砂质泥岩；上部为砾岩、粉砂岩、铝土泥岩。含蜓、珊瑚等化石。4、石炭系上统太原组（C3t）连续沉积于本溪组之上。本组地层平均厚度约为59m 。为井田主要含煤地层之一，岩性主要为灰灰白色砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、深灰色石灰岩及7层煤组成有腕足、苔藓虫、介形虫、瓣鳃、棘皮等化石。含6 、7、8、9、10、10下、11号煤层；其中10号煤层为稳定全区可采煤层，11号煤层为不较稳定局部可采煤层； 6 、7、10下号煤层为不稳定零星可采煤层，8、9号煤层为不稳定不可采煤层。自下而上发育的K2、K3、K4石灰岩，层位稳定，其底部以一层灰白色石英砂岩（K1）与本溪组分界。据岩芯分析，太原组为海陆交互相沉积含煤建造，为障壁岛、泻湖海湾、台地及湖坪局部泥炭、沼泽、河口砂坝等环境沉积。5、二叠系下统山西组（P1s）与下伏太原组连续沉积，本组地层平均厚度约为57m。为井田内主要含煤地层之一，岩性主要由深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、间夹灰色砂岩和6层煤组成，含植物化石。含01、02、03、1、2、3号煤层，其中2号煤为本井田稳定可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。底部以一层厚层状灰色粉砂岩（K7）与太原组分界。6、二叠系下统下石盒子组（P1x）连续沉积于下伏山西组之上，本组地层平均厚度约为89m。岩性由浅灰色砂岩、灰灰绿色砂质泥岩及粉砂岩组成，含植物化石。近顶部夹一至两层杂色含鲕粒锰铁质铝土泥岩或透镜状锰铁矿。上部砂岩较为发育，下部夹煤线。底部以一层灰绿色中粗粒长石石英砂岩（K8）与山西组分界。据岩芯分析，为河流湖泊相沉积环境，属陆相沉积。7、二叠系上统上石盒子组（P2s）K10砂岩底至黄土层，与下石盒子组呈连续沉积，水源井一带残留厚度约为50m。岩性主要由黄绿色砂岩夹紫红、黄绿色砂质泥岩和灰黑色泥岩组成，底部分界砂岩K10为一层黄绿色中粗粒底部含砾厚层状长石石英砂岩。8、第四系中上更新统（Q2+3）主要为中上更新统离石组（Q2l）和马兰组（Q3m）黄土层，总厚度010m。离石组由浅红、黄红色砂质粘土及亚粘土组成，下部含23层钙质结核，垂直节理发育；马兰组由淡黄色砂质粘土及亚粘土组成，结构疏松，垂直节理发育。（二）构造井位附近构造简单，地层走向北北东，倾向北西西，倾角 06，产状较平缓。未发现断层、陷落柱，无岩浆岩侵入现象。（三）水文地质1地表水体河流黄河从井田西部流过，属黄河流域。沟谷多呈南西西向切割，沟坡上常有泉水渗出，泉水汇集成细流，自东向西流入黄河，干旱季节可能断流。黄河7-9月份河流水量大，枯水的冬、春季节，流量较小。黄河东断凹水文地质单元石灰岩地层主要分布在龙门口西交口一带，以中奥陶厚层灰岩夹34层泥灰岩及中寒武鲕状灰岩为主要赋水部位。在灰岩裸露区及半裸露区，灰岩的节理、裂隙、岩溶均较发育。如王家岭井田杜家沟平硐内见有同地下水流向一致的北东南西向发育的溶洞，溶洞发育奥陶系、寒武系灰岩中，直径为12m，最深的溶洞不见底。区内灰岩水的赋存运动规律，严格受地貌、构造、岩性制约，富水性不均一。在灰岩裸露区，半裸区，灰岩水为裂隙岩溶潜水，水位埋藏深，接受大气降水垂直渗透补给。在覆盖区、深埋区，属裂隙岩溶承压水，以侧向补给为主。2含水层奥陶系中统马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层：奥陶系中统马家沟组地层中发育多层厚层状可溶性石灰岩、白云岩岩层，中上部发育有溶洞溶孔及裂隙，具有丰富的含水，水位标高约385m。该含水层为本次凿井取水层。石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层：石灰系上统太原组发育有35层石灰岩，总厚约22 m，岩溶裂隙较发育，具一定含水性。二叠系砂岩裂隙含水层：主要为中、细砂岩，裂隙不发育，含水性弱。第四系冲洪积孔隙含水层：由砂层、砂砾层等组成，含水性由砂、砂砾层的发育程度及大气降气补给条件而定，具有一定的含水性。3隔水层主要为石炭系本溪组泥岩、铝土质泥岩，及各含水层间泥岩、砂质泥岩。岩性较为致密具有较好的隔水性能。四. 成井工艺1井径、井管结构根据该水井地层及含水层情况，马家沟组含水丰富的特点，并考虑止水等情况，该水井施工井径、井管结构如下：井径、井管结构井 段(m)套管外径(mm)套管长度(m)孔 径(mm)单米重量(kg/m)套管重量（t）0-30035030039467.4720.24300-55032525039462.5415.63550-75024420029646.569.31合计75045.19具体下管情况如下：0550m段井管全为实管，550750m以下大部为滤管。井管壁厚为8mm，井管采用螺旋焊接钢管。各径井管多于实际孔深0.50m左右（重复、搭接），留设外喇叭。2. 钻井施工设备：选用TSJ1000B型水源钻机，TBW850/50泥浆泵。钻井液：开孔至30m用优质固相泥浆钻进，粘度、比重随时调整，以完全携带出岩屑为准。30m以下用清水钻进。取芯：全孔采用三牙轮钻头无芯钻进，捞砂判层。软硬岩石变化时捞取一个砂样，同一岩性时5m捞取一个岩屑样。岩屑样用清水冲洗干净，填好标有深度的标签摆放整齐备查，同时钻机记录员填写在钻探记录表中，记录清深度、岩性及编号。岩屑样保存至水井验收为止。下井管：水井中每一径钻探施工结束后经判层达到设计层位时，下入设计中规定的井管。下井管前选用与井管同径的岩芯管及扫孔钻头扫孔。井管焊接连接，井管坐在坚硬岩石上。止水：峰峰组以上地层全部封闭止水，每一径井管外部底端用止水橡胶制成止水器封闭止水，止水器长度1.52.5m，井管间止水材料为水泥。洗井：主要在取水层段进行，采用活塞机械洗井，从上往下进行，含水层段反复510次。五. 抽水试验及水质1.抽水试验：洗井结束后采用QJ50m3-150m水泵抽水，用流量计测水量，抽水试验历时不小于72小时。该井出水量要求500m3/d以上。水源井参数坐 标井口标高(m)井深(m)出水量(m3/d)静水位标高(m)静水位埋深(m)取水层位XY395817019463110521.00750500385136O2S2.经水质化验符合园子沟村所处区域内地下水水质标准。六、技术要求1要严把开孔关，机械安装必须水平稳固、周正，天轮、立轴、钻孔要三点一线；2开孔钻进时，要随钻孔延伸及时更换长钻铤钻进，以防孔斜，终孔孔斜6；3钻井液：原则上清水钻进，如遇破碎带、井孔缩径、岩粉较多等特殊情况，冲洗液须换用泥浆。4取芯：全孔采用牙轮钻头，无芯钻进，捞砂判层。必要时捞取砂样，用清水冲洗干净，填好标有深度的标签摆放整齐备查，同时钻机记录员按深度填写在钻探记录中，记录清楚深度、岩性及编号。5物探测井：钻探完成后下井管之前测井，测井主要为解释岩性及含水性，准确划分地层组段，同时要求测出井斜数值。测井仪器选用上海产TYJJ2型和TYFZ4型，测井结果要在下井管前解释完成，责任人签字后移交归档。6下井管：钻进至上马家沟组顶部后下井管，下管前要求园孔。井管焊接连接，注意检查焊缝质量，不得出现沙眼。本次要求上马家沟组顶部以上地层全部封闭止水。下井管要认真记录，记清井管长度、规格、起止时间、止水材料、止水位置长度等，责任人签字。此项工作由钻机机长负责组织完成。7洗井：主要在取水层段进行，采用活塞机械洗井，从上往下进行，含水层段反复5-10次，如有必要用浓度为25%-30%的盐酸洗井，洗井后及时捞砂。8抽水试验：洗井结束后采用水泵抽水，按合同规定的出水量选用相应型号的水泵进行抽水试验，用流量计确定水量。9水质化验：抽水试验结束前，水清砂净时采取送检水样一个，送有关部门化验，初步确定水质类型。10资料整理：水井施工结束后，及时整理好各项技术资料归档，15日内提交成井报告。七、费用预算根据国家发展计划委员会、建设部工程勘察设计收费标准（2002年修订本），计算各项预算费用如下：1钻探费用计算公式：钻探费用=130（元/m）进尺（m）岩土类别系数孔深系数孔径系数预算钻探费用为1959321元（详见表7-1）。钻探费用预算表井 段（m）进 尺（m）井 径（mm）岩类系数孔深系数孔径系数价 格(元)0-50503944.21.21.65241650-100503944.21.01.643680100-150503944.21.21.652416150-200503944.21.41.661152200-250503944.21.71.674256250-300503944.22.01.687360300-350503944.22.41.6104832350-400503944.22.91.6126672400-450503944.23.41.6148512450-500503944.23.91.6170352500-550503944.24.51.6196560550-600502964.25.01.3177450600-650502964.25.61.3198744650-700502964.26.21.3220038700-750502964.26.91.3244881合计75019593212.套管购置、加工、运输费（1）套管购置费井段(m)套管外径(mm)套管长度(m)孔径(mm)单米重量(kg/m)套管重量（t）单价（元/t）小计(万元)0-30035030039467.4720.24550011.13300-550325250