Theo TT 13-2014/TT-BTNMT quy định kỹ thuật điều tra đánh giá tài nguyên nước quy định chiều sâu lỗ khoan phải được quy định tại nhiệm vụ điều tra.
chất thủy văn và của giai đoạn điều tra nghiên cứu, nhằm đảm bảo về trữ lượng, hợp lý về mặt kinh tế.
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 04 ỗ khoan thăm dò và thăm dò - khai thác: TDKT01, TDKT02, TD01, TD02. Các lỗ khoan đều đặt vào tầng chứa nước triển vọng đã nghiên cứu đó là tầng chứa nước (c-p).
Các lỗ khoan đều được khoan với độ sâu là 100m và được bố trí theo nguyên tắc:
- Bố trí vào nơi giàu 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 công trình phải đảm bảo thuận lợi khi thi công, tiện đường giao thông, ít phải đền bù, xa bãi rác, nghĩa trang và gần nơi tiêu thụ nước.
- Khu vực bố trí công 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.
4.3.2.Thiết kế công tác
4.3.2.1. 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 là VCCB19, VCCB20 đặt trong tầng chứa nước (c-p). Vì trong vùng nghiên cứu tôi dự kiến 4 lỗ khoan thăm dò, thăm dò – khai thác nhưng do các lỗ khoan có đặc điểm địa chất – địa chất thủy văn, cấu trúc đất đá tương tự nhau nên tôi chọn 1 lỗ khoan điển hình để thiết kế. Trong giai đoạn này tôi dự kiến cột địa tầng của lỗ khoan thăm dò – khai thác điển hình TDKT01.
Địa tầng dự kiến tại lỗ khoan như sau:
Bảng 4.1: Địa tầng dự kiến lỗ khoan thăm dò khai thác điển hình TDKT01
Chiều sâu (m) Thành phần thạch học
0,0 - 4,6 Tầng đất phủ,thành phần chủ yếu là sét bột cát lẫn sạn sỏi 4,6 – 18,2 Đá vôi màu xám trắng cứng rắn chắc,không có nứt nẻ không
có khả năng chứa nước.
18,2– 21,0 Đá vôi màu xám trắng cứng rắn chắc nứt nẻ nhỏ có khả năng chứa nước.
Chiều sâu (m) Thành phần thạch học
21,0– 23,9 Đá vôi màu xám trắng.cứng rắn chắc không có nứt nẻ không có khả năng chứa nước.
23,9– 26,8 Đá vôi màu xám trắng,cứng rắn chắc không nứt nẻ không có khả năng chứa nước.
26,8– 32,2 Đá vôi xám xanh xám trắng cứng rắn chắc không có nứt nẻ không có khả năng chứa nước.
32,6 – 33,8 Đá vôi màu xám trắng,cứng rắn chắc nứt nẻ nhỏ có khả năng chứa nước.
33,8 – 52,8 Đá vôi xám xanh xám trắng cứng rắn chắc không có nứt nẻ không có khả năng chứa nước.
52,8– 74,5 Đá vôi màu xám trắng,cứng rắn chắc nứt nẻ nhỏ có khả năng chứa nước.
74,5 – 78,3 Đá vôi màu xám trắng.cứng rắn chắc nứt nẻ có khả năng chứa nước
78,3– 96,2 Đá vôi màu xám trắng,cứng rắn chắc nứt nẻ nhỏ có khả năng chứa nước.
96,2– 100 Đá vôi màu xám trắng cứng rắn chắc,không có nứt nẻ không có khả năng chứa nước.
Dựa vào cột địa tầng dự kiến ở trên ta thiết kế lỗ khoan như sau:
- Lỗ khoan thăm dò
Khoan lẫy mẫu với cấp đường kính Ф141mm đến hết chiều sâu nghiên cứu tại các lỗ khoan TD01, TD02
-Lỗ khoan thăm dò – khai thác
Sau khi khoan lấy mẫu với cấp đường kính Ф141mm, tôi tiến hành khoan doa Ф168mm từ 0 đến khoảng từ 5-7m, sau đó khoan doa Ф141mm từ 7 – 50m và kết cấu các lỗ khoan TDKT01, TDKT02, thành lỗ khoan thăm dò - khai thác. Lỗ khoan thăm dò – khai thác có cấu trúc lỗ khoan dự kiến được thiết kế như sau:
* Ống chống
Cấu trúc của lỗ khoan thăm dò- khai thác phải đảm bảo chiều dài và đường kính ống chống có thể đặt được máy bơm hút nước thí nghiệm, hút nước khai thác thử với yêu cầu đề ra, đồng thời có thể đặt máy bơm để khai thác sau này.
Chiều dài và đường kính ống chống đảm bảo đặt được máy bơm của phương án với lưu lượng 300 m3/ngày để khai thác nước. Để phục vụ cho công tác bơm hút
nước được thuận lợi, căn cứ vào kích thước các thiết bị hút nước thí nghiệm hiện có ở Việt Nam (máy bơm chìm, bộ thiết bị hút nước Erolip), tôi lựa chọn đường kính ống chống là Ф141mm.
Chiều dài ống chống phải đảm bảo đặt được máy bơm dưới mực nước động từ 2÷3m. Vậy chiều sâu đặt máy bơm là:
H = Ht + Skt + 2 (m). (4.1) Trong đó:
Ht: chiều sâu mực nước tĩnh (m). Lấy giá trị trung bình : Ht = 12,58 (m); Skt: trị số hạ thấp mực nước khai thác (m). Ở đây, tôi chọn Skt là trị số hạ thấp mực nước cho phép Skt = Scp = 23,58m
Dự kiến chiều sâu đặt máy bơm là:
H = Ht + Skt + 2 = 12,58 + 23,58 + 2 = 38,16 (m).
Dựa vào chiều sâu đặt máy bơm tính toán ở trên tôi thiết kế chiều sâu đặt máy bơm khoảng 40m nên chọn chiều dài ống chống là 45m.
* Ống lọc
- Chiều dài ống lọc
Trong phương án này chiều sâu dự kiến của mỗi lỗ khoan thăm dò khai thác là 100m và ống lọc được đặt trong tầng chứa nước khe nứt hệ tầng Bắc Sơn (C- Pbs). Tầng chứa nước này có chiều dày đới nứt nẻ thay từ 23m đến 100m, trung bình là 77m. Tuy nhiên, mức độ nứt nẻ của tầng chứa nước là không đều. Trong phương án này tôi dự định thiết kế đường kính ống lọc d = 108mm
Vì vậy, chiều dài của ống lọc sẽ được tính theo công thức:
(4.2) Trong đó:
l - Chiều dài ống lọc, m.
α - Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào thành phần thạch học của đất đá, tầng chứa nước nghiên cứu là tầng chứa nước trông đất đá nứt nẻ nên tôi chọn α = 90.
Q - Lưu lượng lỗ khoan, lấy bằng 300 m3/ngày hay 12,5m3/h. d - Đường kính ống lọc, mm.
Mặt khác ta có tầng chứa nước nghiên cứu là tầng chứa nước khe nứt hệ tầng Bắc Sơn (c-p) không đồng nhất về tính thấm, tính chứa nước nên để đảm bảo quá trình khai thác lâu dài và ổn định, đồng thời phù hợp với kết cấu ống chống nên tôi đặt ống lọc hết chiều dày đới dập vỡ, l = 45m.
- Kiểu ống lọc
Do tầng chứa nước khai thác chính trong đá trầm tích nứt nẻ, không ổn định có vật chất lấp nhét nên tôi dự kiến sử dụng ống lọc trần đục lỗ tròn chế tạo sẵn có cấu tạo như sau:
+ Đường kính đục lỗ, d = 18mm.
+ Độ lỗ hổng của ống lọc được lựa chọn là K = 33,8% để đảm bảo lượng nước yêu cầu và ống bền vững.
+ Khoảng cách giữa các lỗ đục theo chiều ngang, a = 29mm. + Số lượng các lỗ đực theo hàng ngang:
lỗ + Số lượng lỗ đục trên 1 mét chiều dài ống:
(lỗ) (4.3)
Trong đó:
F’: Diện tích toàn bộ lỗ đục trên 1 mét chiều dài ống:
F’ = π. Dống lọc. K.l1m = 3,14.108.0,338.1000 = 114622 (mm2) f’: Diện tích của mỗi lỗ đục được tính theo công thức:
(mm2) Vậy số lượng lỗ đục trên 1 mét chiều dài ống là:
(lỗ)
+ Số lượng dãy ngang đục lỗ trên 1 mét chiều dài ống lọc: (dãy)
+ Khoảng cách giữa các lỗ khoan theo phương thẳng đứng: (mm)
* Ống lắng
Đường kính ống lắng được chọn bằng đường kính ống lọc 108mm và chiều dài ống lắng lấy bằng 10% chiều sâu lỗ khoan. Căn cứ vào kết cấu dự tính của lỗ khoan, tôi thiết kế ống lắng có chiều dài 10m và được đặt từ 90m đến hết chiều sâu
lỗ khoan.
Như vậy, trong phương án khoan thăm dò lấy mẫu đường kính 141mm tại tất cả các lỗ khoan thăm dò và thăm dò khai thác. Khoan doa mở rộng đường kính kết cấu lỗ khoan thăm dò có nước thành lỗ khoan thăm - dò khai thác tại 2 lỗ khoan: TDKT01, TDKT02. Tại lỗ khoan điển hình TDKT01 dự kiến cấu trúc như sau: (bảng 4.2)
- Từ 0,0 đến 90m: Khoan thăm dò lấy mẫu đường kính 141mm; - Từ 0,0 đến 40m: Khoan doa mở rộng đường kính đến 168mm; - Từ 7 đến 40m: Khoan doa mở rộng đường kính đến 141mm; - Từ 0 đến 40m: Chống ống 141mm;
- Từ 40 đến 90 m: Ống lọc 108mm; - Từ 90 đến 100m: Ống lắng 108mm.
Bảng 4.2. Khối lượng công tác khoan lỗ khoan thăm dò - khai thác Số hiệu LK Chiều sâu (m)
Khoan doa Kết cấu
Đường kính khoan (mm) Ống chống (mm) Ống lọc (mm) Ống lắng (mm) Từ (m) đến (m) (mm) Từ (m) đến (m) (mm) Từ (m) đến (m) (mm) Từ (m) đến (m) TDKT01 100 168 0 40,0 141 0 40,0 108 40,0 90,0 108 90,0 100,0 TD01 100 141 0 100 TDKT02 100 168 0 40 141 0 40 108 40 90 108 90 100 TD02 100 141 0 100
4.4. Nội dung tiến hành