CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC ĐỊA VẬT LÝ
2.2. Khối lượng công tác
Phương pháp địa vật lý sử dụng trong công tác điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất thực hiện theo các tuyến được lựa chọn phù hợp với nhiệm vụ điều tra và đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn. Việc tiến hành công tác địa vật lý phải bảo đảm tuân thủ các quy định hiện hành về đo địa vật lý.
Khoảng cách giữa các tuyến và điểm khảo sát địa vật lý được xác định theo tỷ lệ khảo sát, điều tra thực địa và nhiệm vụ của công tác điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất.
Tỷ lệ khảo sát địa vật lý đo sâu điện tương ứng với tỷ lệ điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất 1/25.000 được quy định. Thông tư số 13/2014/TT-BTNMT ngày 17/02/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định kỹ thuật điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất là khoảng các tuyến với tuyến là 250 m, khoảng cách các điểm đo là 15-50m.
Đối với đo Karota lỗ khoan, số mét đo karota sẽ thuộc vào chiều sâu khoan thăm dò khai thác dự kiến, đảm bảo nghiên cứu tới TCN có triển vọng nằm sâu
nhất, hoặc đảm bảo nghiên cứu hết chiều sâu phân bố TCN dự định khai thác. Tuy nhiên, căn cứ vào đặc điểm địa hình, địa chất thủy văn của khu vực; mục đích yêu cầu của đồ án, kinh phí thực hiện và kết quả điều tra. Chúng tơi dự kiến bố trí cơng tác địa vật lý như sau:
2.2.1. Phương pháp đo sâu điện 4 cực đối xứng
Để xác định vị trí đứt gãy, đới dập vỡ dọc đứt gãy, dự đoán mức độ lấp nhét các vật liệu bở rời dọc đứt gãy trong thành tạo hệ tầng Bắc Sơn (c-p). Từ đó xác định vị trí dị thường địa chất thủy văn và lựa chọn vị trí đặt lỗ khoan thăm dị và thăm dị khai thác, chúng tơi dự kiến phương pháp đo sâu điện 4 cực đối xứng.
Trong phương án này chúng tôi dự định tiến hành đo địa vật lý tại khu vực có triển vọng và dự định bố trí cơng trình thăm dị mà cơng tác khảo sát địa chất, địa chất thuỷ văn đã lựa chọn. Trong vùng nghiên cứu, tầng chứa nước triển vọng là đất đá nứt nẻ vì vậy vị trí triển vọng có khả năng chứa nước là vị trí dọc đới dập vỡ của đứt gãy kiến tạo. Vì vậy, các tuyến địa vật lý đo sâu điện dự kiến bố trí song song và vng góc với phương phát triển của đứt gãy.
Theo các số liệu về địa tầng của lỗ khoan nằm trên đứt gãy F, của lỗ khoan Q4 cho thấy chiều sâu đới nứt nẻ chứa nước là 85m nên bố trí AB/2 = 250m; chiều dài mỗi tuyến là 500m. Với mức độ điều tra trong giai đoạn này, tơi bố trí dự kiến khoảng cách trung bình các điểm đo là 50m, khoảng cách giữa các tuyến là 100 - 150m.
Chúng tơi dự kiến bố trí 3 tuyến đo sâu điện như sau:
- Tuyến T1, T2, T3: bố trí vng góc với đường phương của đứt gãy, tại địa phận xã Quang Minh với chiều dài mỗi tuyến đo là 500m. Trong đó T2 đi qua lỗ khoan thăm dò – khai thác LK1
- Tuyến T4: nằm trên đứt gãy F, vng góc với T1, T2, T3, chiều dài tuyến là 500m. Đi qua vị trí dự kiến bố trí lỗ khoan thăm dị khai thác LK1
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí tuyến đo địa vật lý
Bảng 3.1. Khối lượng công tác đo sâu điện được thể hiện trong bảng dưới đây:
Tên tuyến
Chiều dài một tuyến
đo
Số điểm đo trên
một tuyến Nghiệm vụ
T1, T2, T3, T4,
(4 Tuyến) 500 10
Xác định vị trí dị thường địa chất thủy văn, khoanh vùng có triển vọng chứa nước, từ đó lựa chọn các điểm bó trí
lỗ khoan thăm dị - khai thác và thăm dò vùng
nghiên cứu.
Tổng 2000 40
2.2.2. Phương pháp Karota lỗ khoan
Đối với Karota lỗ khoan, số mét đo karota sẽ thuộc vào chiều sâu khoan thăm dò khai thác dự kiến, đảm bảo nghiên cứu tới TCN có triển vọng nằm sâu nhất hoặc đảm bảo nghiên cứu hết chiều sâu phân bố TCN dự định khai thác.
Để chính xác hóa cột địa tầng địa chất thủy văn, xác định chính xác chiều sâu, bề dày đới nứt nẻ dập vỡ có khả năng chứa nước và xác định vị trí đặt ống lọc trong các lỗ khoan thiết kế. Chúng tôi dự kiến tiến hành đo Karota tại lỗ khoan thăm
dò - khai thác LK1. Theo tài liệu của các lỗ khoan giai đoạn điều tra sơ bộ, chiều sâu phân bố nứt nẻ và chiều sâu lỗ khoan thiết kế là 85m. Vì vậy chúng tơi dự kiến khối lượng công tác đo Karota với chiều sâu 85m.
2.3. Phương pháp tiến hành
2.3.1. Phương pháp đo sâu điện 4 cực đối xứng
Căn cứ theo mục đích của đề án, hiệu quả của phương pháp, chúng tôi lựa chọn phương pháp đo sâu điện trở (đo sâu điện dòng một chiều đối xứng). Kỹ thuật đo địa vật lý tuân theo QCVN 57:2014/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương pháp thăm dò điện và tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9432: 2012 điều tra, đánh giá và thăm dị khống sản - phương pháp điện.
3.2.1.1. Yêu cầu kỹ thuật chung của phương pháp đo sâu điện trở
Phương pháp đo sâu điện trở (ĐSĐT) nghiên cứu sự thay đổi của điện trở suất biểu kiến theo chiều sâu tại một điểm đo trên mặt đất bằng việc mở rộng dần kích thước của hệ điện cực để tăng dần chiều sâu nghiên cứu.
Đo sâu điện đối xứng tâm của các điểm đo phải được bố trí trên các tuyến thẳng có phương trùng với phương của các đường dây phát và thu (trừ trường hợp đo đạc theo các lộ trình).
Đo sâu điện thẳng đứng tiến hành theo hệ thiết bị đối xứng AMNB. Việc chọn độ dài của các khoảng cách của hệ thiết bị thực hiện theo nguyên tắc: vị trí biểu diễn các chiều dài thiết bị AB/2 cách nhau tương đối đều trên giấy logarit kép; khoảng cách thiết bị đầu tiên phải thể hiện được lớp địa điện thứ nhất; tỷ số chiều dài của thiết bị sau so với thiết bị trước không quá 1,5; tỷ lệ chiều dài AB và MN không nhỏ hơn 3,0; tỷ số lớn nhất của AB và MN không quá 20. Khi tỷ số AB/MN lớn hơn 20 phải mở rộng chiều dài MN và đo gối ít nhất ở 2 khoảng cách thiết bị chuyển tiếp của hai đường thu MN.
Khi đo sâu điện trở ba cực bằng hệ thiết bị AMN, B thì có thể sử dụng các
bảng tính sẵn chiều dài hệ điện cực như trên, nhưng hệ số thiết bị KĐSĐX phải tăng
gấp đôi.
Trong trường hợp mơi trường có điện trở suất thấp, khó đo hiệu điện thế giữa hai điện cực thu, thì áp dụng đo sâu điện thẳng đứng hệ thiết bị Wenner với IAB = 3IMN.
tuyến đã phát trước hoặc định hướng bằng địa bàn, sao cho đường dây không trệch khỏi phương của tuyến một góc lớn hơn 10o.
Sai lệch xác định khoảng cách giữa các cực tiếp đất không quá 1%. Với các khoảng cách giữa các cực tiếp đất liền kề nhau không vượt quá 3 m thì sai lệch được phép tới 3%.
Khi đo đạc với các chiều dài thiết bị AB lớn, đường dây thu phải rải cách xa đường dây phát để giảm nhiễu cảm ứng lên đường dây thu MN.
3.3.1.2. Máy móc và thiết bị đo
Thiết bị đo được sử dụng trong phương án này là thiết bị Vener (hình 3.1).
Hình 3.1: Sơ đồ minh họa máy đo sâu điện
Trong đó: A, B: hai cực máy phát; MN: hai cực thu;
(1) - nguồn phát;
(2) - đồng hồ đo cường đọ dòng điện qua hai cực phát; (3) - đồng hồ đo hiệu điện thế giữa hai cực thu.
Với mỗi khoảng cách AB và MN sẽ đo hiệu điện thế ∆U (mV) giữa hai cực thu MN và cường độ dòng điện một chiều I (mA) giữa hai cực phát AB. Từ đó tính được điện trở suất biểu kiến ρk (Ωm).
, (Ωm) Trong đó:
I: Cường độ phát qua hai cực A, B. ∆U: Hiệu điện thế đo qua hai cực MN.
K: Hệ số thiết bị, được tính theo cơng thức:
Chiều sâu của phương pháp phụ thuộc vào khoảng cách r = AB/2 và được tính theo cơng thức:
, m
Với α - hệ số điều chỉnh theo kết quả khoan thường lấy bằng 0,72.
Sau khi tính được ρk ta sẽ biết được loại đất đá nào có mặt trong lát cắt nghiên cứu. Giá trị ρk càng lớn thì đất đá đó dẫn điện càng kém, từ đó ta có thể phát hiện các lớp cách nước như vật chất lấp nhét, đá vôi nứt nẻ kém... Giá trị ρk càng nhỏ thì đất đá đó dẫn điện càng tốt từ đó xác định được tầng chứa nước phong phú.
Để đảm bảo tính chính xác cho phương pháp đo cần lưu ý, trước khi đo máy móc thiết bị phải được kiểm tra theo quy chế hiện hành để đảm bảo sai số nhỏ nhất, cho kết quả tin cậy.
2.3.2. Các phương pháp địa vật lý lỗ khoan
Trong phương án này tôi tiến hành đo bằng phương pháp Gama tự nhiên và phương pháp độ dẫn điện. Sơ đồ bố trí thí nghiệm như sau:
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo Karota
Trong đó: Error: Reference source not found 1. Trạm ghi (nguồn);
2. Tời và cuộn cáp có đánh dấu độ sâu; 3. Ròng rọc định vị;
4. Cáp (dùng để treo bộ nhạy, truyền tín hiệu); 5. Đầu dị.
2.4. Cơng tác văn phịng thực địa
Hàng ngày khi kết thúc đo đạc ngoài thực địa phải kiểm tra, bổ sung hoàn chỉnh sổ ghi chép thực địa, các số liệu đo đạc ở sổ hoặc các bản ghi số liệu (khi đo đạc bằng máy ghi số tự động), nhập số liệu hoặc chuyển bản ghi số liệu vào máy tính. Xây dựng các đồ thị, phân tích tài liệu, nhận định sơ bộ bản chất dị thường để định hướng cho công việc của ngày hơm sau.
Hồn chỉnh đầy đủ các tài liệu, lập báo cáo về cách thức, tiến độ thi công, đánh giá chất lượng tài liệu, hiệu quả kinh tế địa chất và các văn bản liên quan để trình cấp có thẩm quyền kiểm tra, nghiệm thu.
2.5. Chỉnh lý tài liệu
2.5.1. Phương pháp đo sâu điện đối xứng
Tài liệu đo đạc ngồi thực địa phải được chỉnh lý kịp thời, tính tốn, đánh giá sai số của phép đo. Sai số đo kiểm tra phải đạt như sau:
+ Thành phần điện trở suất sai số: ρk 7% + Thành phần cực sai số: ρk 10%
- Xử lý kết quả đo sâu điện: Kết quả đo sâu điện được biểu diễn dưới dạng lát cắt đẳng âm. Do đường cong ρp(z) có độ phân giải cao hơn đường cong ρk(r) chiều sâu lát cắt ρp(z) gần với lát cắt thật của môi trường. Do xây dựng lát cắt đẳng ρp(z) ta tiến hành tính chuyển tồn bộ đường cong đo ρk(r) sang đường cong phân tích ρp(z) theo công thức:
khi ρk(ri + 1) < ρk(r) khi ρk(ri + 1) > ρk(r)
Ở đây: Thứ tự chiều sâu khảo sát sau khi tính chuyển từ đường cong ρk(r) sang đường cong ρp(z), ta tiến hành xây dựng lát cắt đẳng ôm ρp(z). Từ lát cắt này cho phép ta xác định được các vùng có điện trở cao thấp khác nhau, các vùng có đường đẳng trị, đặc biệt để xác định các đứt gãy, các nứt nẻ…
Đường cong đo sâu của phương pháp được phân tích định tính và định lượng nhằm xác định các lớp địa điện từ trên xuống dưới. Thành lập các dạng tài liệu phục vụ cho phân tích định tính, định lượng và lập được lát cắt địa vật lý qua các lỗ khoan dự
kiến. Kết quả nghiên cứu được thể hiện đầy đủ trên lát cắt địa – điện làm cơ sở xác định vị trí lỗ khoan thăm dị và lập thiết đồ dự kiến các lỗ khoan khai thác.
2.5.2. Phương pháp địa vật lý lỗ khoan.
Chỉnh lý, phân tích tài liệu và lưu giữ tài liệu đo địa vật lý lỗ khoan. Trước khi thành lập biểu đồ địa vật lý lỗ khoan, đối với máy đo ghi số phải chuẩn bị số liệu dạng tập tin Excel; đối với máy đo ghi tương tự: số hóa biểu đồ đo ghi.
Tính tốn sai số phương pháp địa vật lý lỗ khoan, phân tích biểu đồ địa vật lý lỗ khoan.
Kết xuất số liệu đo Karota từ cơ sở dữ liệu sang các phần mềm đồ họa thích hợp để vẽ biểu đồ địa vật lý lỗ khoan. Trên mỗi biểu đồ trình bày tất cả các đồ thị tham số đo, địa tầng lỗ khoan theo tài liệu địa vật lý và các tham số địa chất thủy văn liên quan khác như kết quả phân tích hóa... theo biểu mẫu qui định.
Biểu đồ địa vật lý lỗ khoan là cơ sở để phân tích hiệu chỉnh địa tầng địa chất các lỗ khoan và xác định chiều sâu đặt ống chống, ống lọc phục vụ công tác nghiên cứu địa chất và địa chất thủy văn.
CHƯƠNG 3 CƠNG TÁC KHOAN
Cơng tác khoan sẽ được thực hiện tại các vị trí triển vọng chứa nước nhất mà công tác địa vật lý mang lại với các nội dung như sau:
3.1. Mục đích, nhiệm vụ
Công tác này được tiến hành nhằm giải quyết các nhiệm vụ sau:
nứt karst trong trầm tích carbonat, hệ tầng Bắc Sơn (c-p bs) tại vị trí LK1.
- Xác định thành phần thạch học của đất đá theo chiều sâu tại vị trí lỗ khoan thăm dị – khai thác.
- Các lỗ khoan được sử dụng để hút nước thí nghiệm, lấy mẫu để phân tích thành phần hóa học, vi trùng của nước dưới đất, xác định sơ bộ các thông số địa chất thủy văn và đánh giá trữ lượng khai thác của cơng trình.
- Sử dụng các lỗ khoan đó để làm lỗ khoan khai thác hoặc làm lỗ khoan quan trắc động thái nước dưới đất.
- Làm cơ sở đánh giá trữ lượng khai thác cấp công nghiệp các tầng chứa nước nghiên cứu. Kết hợp chống ống khai thác để đưa vào vận hành sử dụng cung cấp nước ngay sau khi có giấy phép khai thác.
3.2. Khối lượng thực hiện
3.2.1. Luận chứng số lượng lỗ khoan và vị trí lỗ khoan thăm dị – khai thác
Theo kết quả tính trữ lượng của phần chun mơn, để đáp ứng yêu cầu của đề tài là cung cấp nước với lưu lượng 2000 m3/ngày phương án sẽ sử dụng 2 lỗ khoan với tổng lưu lương 1601,8 m3/ngày.
Như vậy cần khoan thêm một lỗ khoan ký hiệu LK1 và hút nước thí nghiệm với lưu lượng 500 m3/ngày để đạt yêu cầu lưu lượng.
Căn cứ vào kết quả khoan thăm dò giai đoạn trước và lượng nước yêu cầu của đồ án tôi dự kiến tiến hành khoan 1 lỗ khoan thăm dò - khai thác LK1, đồng thời doa 2 lỗ khoan đã có là 56 và 45 với chiều sâu 85m và kết cấu ống lọc để đảm bảo lưu lượng yêu cầu. Lỗ khoan đặt vào tầng chứa nước triển vọng đã nghiên cứu đó là tầng chứa nước (c-p bs).
lỗ khoan được khoan với độ sâu là 85m và được bố trí theo nguyên tắc: - Bố trí gần nơi cầ cấp nước nhất.
- Số lượng lỗ khoan dự kiến khai thác phải đảm vào đạt lượng nước yêu cầu và làm việc ổn định trong thời gian khai thác.
- Nơi bố trí cơng trình phải đảm bảo thuận lợi khi thi cơng, tiện đường giao thơng, ít phải đền bù, xa bãi rác, nghĩa trang và gần nơi tiêu thụ nước.
- Khu vực bố trí cơng trình khai thác tối ưu nhất được thiết kế đảm bảo những yêu cầu về khoa học, kinh tế môi trường và phù hợp với sơ đồ quy hoạch
phát triển của khu vực nghiên cứu trong tương lai.
Theo các tiêu chí lựa chọn vị trí lỗ khoan như trên tơi lựa chọn khoan lỗ khoan thăm dò – khai thác tại vị trí có tọa độ 5160275’77’’, gần đứt gãy F, suối Nậm Tôn tương tự với địa tầng của lỗ khoan Q4.
3.2.2.Thiết kế công tác
4.2.2.1. Thiết kế cấu trúc lỗ khoan
Trên cơ sở các tài liệu thu thập được về đặc điểm địa tầng địa chất, địa chất thủy văn và tài liệu tham khảo về cột địa tầng lỗ khoan của các lỗ khoan thăm dò ĐCTV trong giai đoạn trước, căn cứ vào cột địa tầng lỗ khoan Q4, lỗ khoan thăm