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中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司 三普 2 号井地热区块 矿山地质环境保护与土地复垦方案报告表 (续编) 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司 二〇二三年四月 目录 一、概况1 二、矿区地质环境条件11 三、矿山地质环境问题16 四、拟采取的保护与治理措施18 五、工作部署20 六、经费估算及资金来源22 附图 1、三普 2 井地热区块适用期(近五年)矿山地质环境治理工程部署图(1∶25000) 附件 1 、编制委托书 2 、采矿许可证 3 、关于 的审查意见; 4 、关于 的审查意见; 5 、地热井水质检验报告; 6 、矿山地质环境现状调查表; 7 、编制单位内审意见。 一、概况 1 、矿山交通位置 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热区块地热井位于咸 阳市渭城区毕塬东路 10 号三普大队办公楼东南 40m 处,地理坐标东经 108 44 ′30.00 ″ ;北纬 34 21.00 ′21.00 ″ ,高程约 387m。 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司咸阳市区地三普 2 号井地热区块热 供暖项目地处咸阳市城市规划区,行政划属咸阳市渭城区,介于东经 108 32 ′ 108 57 ′ ,北纬 34 14 ′34 29 ′之间,面积为 300km2 ,地貌单元北部属 黄土台塬、南部为渭河冲积平原河谷阶地,中石化绿源地热能(陕西)开发有限 公司三普 2 号井地热区块位于渭城区东风路以东,三普中区南侧,地貌单元属渭 河阶地。 图 1 三普 2 号井地热区块交通位置图 咸阳市城市规划区地势北西高南东低,高程 367-479m 。北部为黄土台塬, 高程 422479m,上覆厚层风积黄土沉积,内部有北西一南东向转为东西向底张 韩家湾构造侵蚀洼地。南部为渭河冲积平原,高程 380440m。一级阶地分布 于渭河南岸,海拔高程 380400m;二、三级阶地分布于渭河北岸,高程分别为 1 400425m 、420440m 。渭河河床高程 367380m ,上部主要由粉土、粉质黏 土和冲积砂、砂砾石组成。 咸阳市区内交通以公路为主,G312 国道、连霍高速 G30 、福银高速 G70 穿 境而过,距西北最大的航空港 西安咸阳国际机场仅 15km ,公路、铁路、航空 立体交通网络纵横交错,陇海铁路、在建西安地铁 1 号线延伸段连接咸阳,交通 十分便利(见图 1)。 2 、 自然地理及经济概况 (1)地形地貌 咸阳市区地貌单元地跨渭河及其河漫滩Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地和黄土塬,渭河南 岸地势南高北低,向河谷缓倾斜,北岸地势西北高东南低,向河谷呈阶梯状倾斜, 阶面较平坦。中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热区块位于 渭河一级阶地前缘(见图 2),海拔高程 382-383m。 图 2 三普 2 号井地热区块地质地貌图 2 (2)气象 咸阳市市辖区属暖温带半湿润大陆性季风气候区,雨量适中,四季分明,气 候温和,秋短春长。冬季干燥寒冷,春季温暖,夏季炎热多雨,秋季温和湿润。 多年平均气温 13. 1℃ , 最冷的 1 月份平均气温 1.4℃ , 最热的 7 月份平均气温 26.5℃ 。多年年平均≥0℃积温 4864.7℃ , ≥10℃积温 4267℃ 。多年平均日照时数 2175 小时,年总辐射量 115.3kc/cm2 ,年均无霜期 218 天 。多年平均蒸发量 1087.5mmE601 ,多年平均干旱指数为 1.94。 据咸阳市气象资料,多年平均降水量为 561mm ,年际分配不均,最大年降 水量 928.4mm(1983 年)是最小年降水量 259.6mm(1932 年)的 3.58 倍(图 3- 1)。区内大气降水量年内分配不均,一般主要集中在 7 10 月份,这 4 个月 降水量约占全年总降水量的 60.3 ,也是浅层地下水的主要补给期。 依据咸阳市城市集中供热管理条例第十九条的规定,城市供暖期为每年 11 月 15 日次年 3 月 15 日,共计 121 天。 (3)水文 咸阳市属黄河流域渭河水系,主要河流有渭河、泾河 2 条河流流经本区。 1)渭河 渭河发源于甘肃省渭源县鸟鼠山,自西向东经甘肃省的渭源、陇西、武山、 甘谷、天水、宝鸡、杨凌、咸阳、渭南等市(区)后于潼关汇入黄河,全长 818km, 流域总面积 13.5 万 km2 。在本区宽 500~1200m ,为砂质河床,河床宽窄不等, 河床最宽处 2km ,最窄处 700m ,坡降平缓(0.5~0.8‰),河岸弯曲,河床不固 定,迂回摆动,属典型的游荡性泥沙河床。据咸阳水文站资料,河流水位、流量 随季节变化极大,暴涨暴落,河流流量多集中在七、八、九、十四个月,约占总 径流量的 62 。多年平均流量为 43.06 亿 m3 ,平均径流量 136.5m3/s ,渭河极端 最小流量 0.61m3/s(1995 年),渭河极端最大流量 7220m3/s(1954 年)。多年 平均含沙量 31.0kg/m , 输沙量 14091.9 万吨。 2)泾河 泾河是渭河最大的支流,发源于宁夏回族自治区泾源县境内六盘山东麓老龙 潭,自西北向东南流经宁夏、甘肃及陕西三省(区),于陕西省高陵县注入渭河, 全长 455km,泾河新城境内泾河长度约为 23.50km,总流域面积 4.59 万 km2。泾 3 河张家山水文站多年平均径流量 19. 11 亿 m3。多年平均流量 61.5m3/s,最大洪峰 流量 9200m3/s(1993 年 8 月 8 日),最小流量 4.93m3/s(1977 年 9 月 1 日)。 年均输沙量 2.74 亿 t 。由于其流程大部分处于峡谷地带,沟大谷深,出谷后平原 区地段河床宽 25- 100m ,比降 1‰ 。陈家滩以东,泾河为砂质河床,以西河床底 部多为粉质粘土。据泾河桃园水文站资料,多年平均流量为 43. 1m3/s ,多年平均 含沙量 74.17kg/m3。 (4)土壤与植被 咸阳市区境内有褐土、黑垆土 2 个土类,本次调查区主要分布有黑垆土(见 照片 1)。北山以北属黑垆土带,北山以南属褐土带。南部土地条件较好,地势 平坦,土壤肥沃,垦殖指数高。北部以黄土高原丘陵沟壑为主,垦殖指数低,林 牧用地比重较大。 A 层,腐殖质杂填土 B 层,淀积层 照片 1 土壤剖面 4 咸阳市属暖温带大陆性季风气候区,地貌以渭河漫滩、阶地及黄土台塬为主。 塬区的典型地带性植被有柏、槐、椿、杨、桐、柳、楸树等优质木材树,和为数 较少的桑、椒、柿、石榴、桃、杏树等零散的经济树木。其中木材树为自生林木, 经济树木为群众自栽自育。渭河谷区,植被以护岸杨柳和部分防护林为主。 (5)社会经济 咸阳市位于陕西关中平原中部,历史文化悠久,地理位置优越。曾是周、秦、 汉、唐等 11 个封建王朝京畿所在,是古丝绸之路西行的第一站、历代商贾云集 之重地。区内文物荟萃,历史文化遗产丰富,秦风、秦韵、秦文化氛围浓厚,素 有“地下文物宝库”和“天然博物馆” 的美称,是“历史文化名城”和“ 中国魅力城市”。 咸阳市城市规划区包括秦都区、渭城区两个区的城区以及 6 个乡镇的全部和 9 个乡镇的一部分,6 个街道办事处,57 个居民委员会。由于“零距离”紧邻西安, 是西部大开发的桥头堡、关中 天水经济圈的核心区和西咸一体化的第一承接 地,已形成以纺织、电子、化工、电力、钢管、造纸、陶瓷为中心的新兴轻工业 城市,城市建成区面积约 77km2 ,现有城镇居民人口 71. 19 万人。现有耕地 151 万亩,农村人口 11.73 万人。农作物有小麦、玉米、油菜、蔬菜等。黄土台塬区 还有少量的苹果、桃树,渭河以南是重要的蔬菜基地。2018 年,咸阳市秦都、 渭城两个市辖区国内生产总值完成 1061.52 亿元,规模以上工业总产值完成 891.85 亿元;地方财政收入完成 13.71 亿元;社会消费品零售总额完成 184.9 亿 元。 咸阳地热资源开发有着悠久的历史,最早的记载可以上溯到 1000 多年前盛 唐时期,当时,在杨贵妃香消玉殒的马嵬驿,就有天然温泉自流涌出。市区因温 泉而取名的地名,诸如魏家泉、马跑泉、双泉、大泉等遗存有多处,并且一直沿 用至今,近几年地热能作为绿色能源用于市政供暖也被广泛应用,三普 2 号井地 热区块就是典型的地热供暖项目。 3 、矿权基本情况 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热区块采矿许可证最 初是由咸阳市国土资源局颁发,2017 年 10 月矿权所有人再次延续时,咸阳市国 土资源局批准并予以延续,重新颁发采矿区可证,矿权面积 0.16km2 ,批准生产 规模为 30.00 万立方米/年,有效期 5 年(自 2017 年 10 月 12 日至 2022 年 10 月 5 12 日)。采矿许可证内容如下 (1)矿山名称中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热 区块; (2)矿山地点陕西省咸阳市渭城区毕塬东路 10 号; (3)矿区面积0.16km2; (4)开采矿种地热; (5)建设性质生产矿山; (5)井型直井; (7)建设规模生产规模 24.00 万 m3/a; (8)开采方式及用途地热井泵抽的方式,主要用于地热供暖; 该地热区块通过地热井提取地下热水将其热量开发出来,以板式换热器利用 技术提取地热能供暖,中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司设计的回灌井目 前已建成,计划 2022 年冬季进行供暖尾水回灌,届时供暖尾水将经管道由地热 回灌井回入同深度地层,仅利用地热能资源,“取热不耗水 ”,在使用过程中并 对氦气进行了提取。 4 、地热区块开发现状 三普 1 号井地热区块位于陕西省陕西省咸阳市渭城区毕塬东路 10 号三普大 队办公楼东南 40m 处,矿区面积 0.16km2,矿区布置 1 眼开采井,即三普 1 井(开 采井),与其配套的回灌井为三普 1 井回灌井,两口井相距约 300m , 目前均投 入使用。三普 2 号区块地热井周边共划定了 6 个矿区范围,分别为咸阳文 6 井 (WR6)地热区块、金 3 井(J3)地热区块、陕西华星电子集团有限公司地热区 块(795 厂井)、金 1 井JR1地热区块、菱达公司地热区块(助剂厂)、三普 1 号井地热区块。 三普 2 号地热井与周边同层开采的 WR6 井、金 3 井、795 厂、金 1 井(J1)、 助剂厂、三普 1 号井间距离分别为 1.9km 、1.47km 、1.24km 、1.05km 、0.83km 、 3.52km ,具体位置见图 3 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热区块地热资源开采 方式为管井(地热井)抽汲式,矿区目前有地热井 2 眼,即三普 2 号井和三普 2 井回灌井。三普 2 号开采井于 2004 年 7 月成井,井深 3558m ,开采层段为蓝 6 田灞河组下部、高陵群、泾河组、宽平群、秦岭群上部的热储层资源量。取水段 深度 2600~3480.3m ,出水量 183m3/h,井口水温 94℃。2004 年 12 月投入使用。 三普 2 号回灌井于 2022 年 10 月 2 日开钻,设计井深为 3055.28m ,回灌井与 开采井同深同径,严格实施同层回灌。三普 2 井成井初期为三普大队办公楼和住 宅小区供暖,随着周边小区的建成,该井热量已不能满足需求,因此将金 3 井作 为该井的补充热源,为三普中区各住宅小区供暖。金 3 井地热区块作为一个独立 的矿区,此方案不对其进行评价。 图 3 地热井分布图 区块内建有两个换热站,为三普 2 号站和 1002 库站,换热站利用板换换热 后热源利用至37℃ , 三普2 号井可提取热量为5973kw。三普中区供暖面积为 18.48 万㎡ 。三普 2 号井和金 3 井经板换换热至 37℃后提取的热量完全可以满足各小 区建筑采暖需求,2 和换热站联合向周边小区供暖。 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司已于 2022 年完成该地热区块配套 回灌井的施工,目前回灌井正在施工中,回灌井建成后尾水将经管道由地热水回 灌井回入同深度地层,仅利用地热能资源,采用“取热不耗水 ”供暖方式。 s 、建设工程概况 矿区内矿区内已完成施工并投入运行的有 1 眼地热开采井及其泵房、地热换 热站,另有回灌井 1 眼,已于 2022 年供暖季该井已完成施工,并于当年供暖季 将投入使用。三普 2 号井临时泵房面积为 18.87m2 ,为半地下泵房,三普 2 号井 换热站占地面积 456m2 ,已施工地热回灌井泵房, 占地面积约 15m2 ;合计占地 面积 489.87m2。 中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号井地热区块三普中区地热 供暖区块末端采暖系统及末端装置均未采用非金属材料,同时依据城镇地热供热 工程应慎用地热直接供热系统、宜采用间接供热系统的条例,该区域换热站设计 采用地热间接供热系统。 7 三普 2 号井地热区块三普中区三普二号站地热供暖工艺流程图如图 4. 1 所 示,三普中区地热供暖项目一〇〇二库站地热供暖工艺流程图如图 4.2 所示,三 普中区地热供暖项目主要设备参数见表 1 图 4.1 三普中区地热供暖项目三普 2 号站地热采暖系统图 三普中区地热供暖项目主要设备选型表表 1 主设备名称 设备规格 三普站南区系统板换 2 台换热面积 174m2 ,5000kW 三普站北区系统板换 1 台换热面积 174m2 ,5000kW 1 台换热面积 125m2 ,5800kW 三普二号站站热泵机组 功率 695kw ,制热量 3095kW 一〇〇二库站低区系统 一台不锈钢板换 425kW 一〇〇二库站高区系统 一台不锈钢板换 425kW 8 图 4.2 三普中区地热供暖项目一〇〇 二库站地热供暖工艺流程图 ‘ 、上期矿山地质环境保护与治理恢复执行情况 前期矿权单位委托陕西地矿区研院有限公司编制了咸阳市渭城区三普 2 号井地热区块矿山地质环境保护与恢复治理方案报告表并通过评审。截至 2022 年 9 月,矿山地质环境保护与恢复治理工程执行情况如下 据中石化绿源地热能(陕西)开发有限公司三普 2 号地热井矿山地质环境 保护与恢复治理工作总结报告 自 2015 年以来共计完成矿山地质环境保护与恢 复治理项目三个大项,分别为 (1)地热井水位监测 该井进行水位监测,其中供暖季期间每天监测一次,非供暖期半个月监测一 次,共计监测 685 次。 (2)地热井水温、水量监测 该井进行水温和水量的监测,其中供暖季期间每天监测一次,非供暖期不进 行监测,共计监测 605 次。 (3)地热井水质化验 该井共完成 5 次水质化验,分别如下 ①2017 年 12 月三普 2 井地热水质化验; ②2018 年 12 月三普 2 井地热水质化验; ③2020 年 1 月三普 2 井和金 3 井混合地热水水质化验; 9 ④2021 年 1 月三普 2 井地热水质化验; ⑤2021 年 12 月三普 2 井地热水质化验。 其数据详见附件 3。 (4)地表水检测情况说明 该井周围无地表水系和浅层承压水井可以利用,不具备检测条件,该项工作 无法开展。 (5)矿山地质环境保护与恢复治理完成情况及项目符合性见表 2。 表 2 矿山地质保护与恢复治理完成情况一览表 项目类别 项目名称 项目主要内容 结果 近期目标和 任务 (2015.6-202 0.6) 尾水水质化验 2017. 12 三普 2 井地热尾水水质化验 合格 2018. 12 三普 2 井地热尾水水质化验 合格 2020. 1 三普 2 井和金 3 井混合地热尾水地热 尾水水质化验 合格 水位监测 2015.6-2015. 12 水位监测 58 次 合格 2016. 1-2016. 12 水位监测 137 次 合格 2017. 1-2017. 12 水位监测 137 次 合格 2018. 1-2018. 12 水位监测 137 次 合格 2019. 1-2019. 12 水位监测 137 次 合格 2020. 1-2020.6 水位监测 82 次 合格 水温、水量监测 2015. 11-2015. 12 水温、水量监测 47 次 合格 2016. 1-2016.3 、2016. 11-2016. 12 水温、水量 监测 121 次 合格 2017. 1-2017.3 、2017. 11-2017. 12 水温、水量 监测 120 次 合格 2018. 1-2018.3 、2018. 11-2018. 12 水温、水量 监测 120 次 合格 2019. 1-2019.3 、2019. 11-2019. 12 水温、水量 监测 75 次 合格 10 2020. 1-2020.3 水温、水量监测 75 次 合格 远期目标和 任务 (2020.6-202 2. 10) 尾水水质化验 2021. 1 三普 2 井地热尾水水质化验 合格 2021. 12 三普 2 井地热尾水水质化验 合格 水位监测 2020.6-2020. 12 水位监测 55 次 合格 2021. 1-2021. 12 水位监测 137 次 合格 2022. 1-2022. 10 水位监测 89 次 合格 水温、水量监测 2020. 11-2020. 12 水温、水量监测 47 次 合格 2022. 1-2022.3 水温、水量监测 121 次 合格 7 、本次工作概况 陕西工程勘察研究院有限公司接受任务后,即组织人员开展工作;2022 年 7 月 11 日7 月 15 日搜集资料、编写工作计划;2022 年 7 月 2022 日进行野外调 查,之后转入室内综合资料整理、分析研究,于 2022 年 7 月底完成方案编制工作, 并依据公司内审意见进行补充完善。本次完成工作量详见表 3。 表 3 完成工作量统计表 矿区面积 (km2) 评估区面积 (km2) 调查路线 (km) 调查点 (个) 拍照 (张) 搜集资料 (份) 0.16 1.0 1.5 6 16 4 二、矿区地质环境条件 1 、地层岩性 (1)第一热储层段(第四系三门组 Q1s) 岩性下部浅棕色、浅棕红色粘土层与棕黄色细砂不等厚互层,上部浅灰黄、 灰色粘土层,夹灰白色粉砂、中砂、粗砂层,局部为含砾粗砂,未固结成岩或半 固结成岩,底板埋深 568.9 1072.5m ,砂层厚度 250259.5m ,砂层颗粒较粗, 固结松散,砂厚比 36.6%,渗透系数 0.96m/d ,每米砂层储水量为 0.52m3/h ,推 算降深 30 米的单井涌水量约为 61.4m3/h ,属中等富水。但规划为热储禁采,保 护层段。 (2)第二热储层段(新近系上新统张家坡组 N2z) 岩性为灰-浅褐色泥岩与浅灰色砂岩、薄层粉砂岩互层,底部夹含砾砂岩, 11 底板埋深 1105.9 1913.6m 。热储层砂厚比为 6.64-51.6 ,均值为 25.0 ;渗透 系数 0. 16-0.5m/d ,平均为 0.31m/d;全开采段最大降深时的单井涌水量 58.3 - 130.7m3/h ,平均涌水量 81.38m3/h;30 米降深单井涌水量 30. 1-63.9m3/h ,平均 52.0m3/h;砂岩 100 米厚度 30m 降深时的单井涌水量为 18.2-58.4m3/h ,平均 36.6m3/h,属中等富水。 (3)第三热储层段(新近系上新统蓝田灞河组 N2lb) 岩性上部为浅棕色泥岩、砂质泥岩夹灰白色细砂岩、中砂岩、浅灰色泥质粉 砂岩,下部为棕褐色泥岩与灰白色、灰黄色细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩、中砂 岩呈不等厚互层,底板埋深 1871.32968.3m 。热储层砂厚比 7.3-44.1 ,平均 31.0;渗透系数 0.22-0.50m/d,平均 0.37m/d;全开采段最大降深单井涌水量 98.02-149.74m3/h,平均 124. 16m3/h;30m 降深单井涌水量 31.5-108.0m3/h,平 均 73.2m3/h;砂岩 100m 厚度 30m 降深单井涌水量 17.0-59.0m3/h,平均 41.9m3/h, 属强富水段。 (4)第四热储层段(中新统高陵群 N1gl) 岩性主要为灰白色含砾粗砂岩,砂岩、粉砂岩与砂质泥岩、紫褐色泥岩不等 厚互层;中上部为褐色-浅灰绿色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层砂岩、含砾粗砂岩。 底板埋深 2283.0-3002.0m ,热储层厚砂层厚度 142-418.5m,平均 228.2m。渗 透系数在 0.07-0.88m/d 之间,平均为 0.44m/d ,砂岩平均孔隙率 20.8%。全开 采段最大降深单井涌水量 88.0-306.29m3/h ,平均 217.62m3/h;30m 降深单井涌 水量 79.3-187.08m3/h ,平均 135.4m3/h;砂岩 100m 厚度 30m 降深单井涌水量 39.8-103.2m3/h,平均 61.8 m3/h,属强富水。 该区块主要利用的是蓝田灞河组下部、高陵群、及下部部分热储层地热流体 资源。 2 、地质构造 咸阳市区地处渭河盆地的腹心地带。渭河盆地在构造成因上,是喜山期构造 运动裂陷、延伸形成发展而来的新生代断陷 断坳盆地,具有凹陷深、地层新、 形成晚的特点。沉积盖层在南部最厚约 7000m,呈南深北浅、南陡北缓的不对称 箕状断陷。 1 、构造单元划分 12 矿区位于渭河盆地次级构造单元西安凹陷内,凹陷南北的斜坡带是凹陷的两 翼,北部是缓斜坡带、南部是陡斜坡带。 咸阳市区的断裂分布主要以渭河北岸近东西向隐伏活动性深大断裂为主,长 安-咸阳北西向断裂和沣河南北向断裂次之。其中渭河断裂在区内起控热作用最 主要的断裂构造。区内断裂主要有渭河北岸北东东向断裂、长安咸阳断裂、沣 河西侧南北向断裂。 1 、渭河断裂(F1) 渭河断裂西起宝鸡,经武功、咸阳、渭南交口、大荔官池至黄河出省境;该 断裂沿咸阳珠泉-毕塬-渭城路北侧的三级阶地前缘,呈北东东向展布,断层面 倾向南。倾角 70左右,其北盘上升,南盘下降,为一高角度正断层。 据大地电磁测深资料,断裂深度达 20km 以上,勘查区内上新统在断层两侧 断距达 700-1000m 。该断裂控制了基底的构造分区,断裂以北基底为华北准地 台下古生界奥陶系碳酸盐岩、碎屑岩地层,以南基底为秦岭褶皱系元古界变质岩 层。该断裂不仅是两个一级大地构造单元的分界,而且对盆地的形成和发展起着 重要的控制作用。 2 、长安-咸阳断裂(F2) 该断裂为盆地北西向构造带中的一条隐伏活动性断裂,自长安大峪口向北西 经杜曲、韦曲、三桥、沣河桥东跨越渭河、经省财校东侧向北与红崖沟相重,总 长度约 60km 。 目前,对该断裂的研究还不够深入,浅井测温资料显示,断裂西 侧地温梯度明显高于东侧,如文林路之北,断裂西侧地温梯度高达 4.46- 4.61℃/hm,而断裂东侧地温梯度仅 3.05-3.21℃/hm。表明第四纪早更新世以来, 该断裂对区内沉积环境和沉积物厚度有着一定的影响。 3 、沣河西侧南北向断裂(F3) 该断裂位于沣河西侧,自长安县沣峪口向北延伸至咸阳市区,在市区中心与 (F2)断裂相交,为一切割较深的南北向隐伏断裂,地面无迹象显示,但在蓝田 灞河组热储层段中反映明显,如位于该断裂东侧的绿浪地热井,井深 2800m,井 口水温高达 102℃ , 蓝田灞河组地温梯度高达 4.71℃/hm ,列该热储地温梯度之 首;商贸学院地热井深 3495m ,井口水温高达 120℃ , 地温梯度 3.48℃/hm ,井 口水温已达同类传导型地热田井口水温的最高温度。另外勘查区各热储层段地温 13 梯度以渭河断裂和沣河断裂地温梯度等值线图呈“丁”字展布。亦反映了该断裂的 存在和明显的控热作用。 3 、水文地质 (1)浅部地下水特征 矿区处于渭河北岸,含水层主要为第四系冲积砂、冲洪积层,分为潜水和承 压水,埋深一般在 20m-400m 左右。 矿区潜水的补给来源有大气降水、河道侧渗以及承压水的越流补给等,排泄 方式主要有农业灌溉和水源地的人工开采,其次是承压水越流补给、向下游径流 排泄和垂直向的蒸发排泄,水文地质条件较简单。 (2)深部地热水特征 矿区位于关中断陷盆地中部,渭河盆地在构造成因上,是喜山期构造运动裂 陷、延伸形成发展而来的新生代断陷-断坳盆地,具有凹陷深、地层新、形成晚 的特点,盆地内以渭河断裂(F1 )为界,构造分区上北部属咸礼凸起,南部属西 安凹陷,矿区位于渭河断裂以南,西安凹陷北部。区内 3000m 深度内地层均为 新生界碎屑岩类,热储类型属中低温孔隙裂隙型层状热储,自上而下赋存第四系 三门组、新近系上新统张家坡组、上新统蓝田灞河组、中新统高陵群、古近系等 五个热储层段,其中第一热储层段第四系三门组热储为保护、禁采层段。 据陕西省地矿局区域地质矿产研究院 2006 年 7 月提交的陕西省咸阳市区 地热资源详查报告,渭河北岸近东西向隐伏活动性深大断裂(F1)为整个关中 地区起控热导水作用的最主要的断裂构造。区内热储层次多,总厚度很大,储层 物性条件好,分布面积大且稳定,地热水资源十分丰富。 据已成地热水井水质检测成果分析,各热储层段阴、阳离子均以 Cl-和 Na 为主,水化学类型主要为 Cl-Na 型水,矿化度 5466.28066.8mg/L ,均为咸水, PH 值 7.3~7.81 ,均呈中性;因 SO42-含量为 475.5mg/L ,小于 500mg/L ,SO42- Cl-含量为 3205. 1mg/L ,大于 1500mg/L ,对钢质井管及管道具有中等腐蚀或强腐 蚀性。按照理疗热矿水水质标准(GB/T11615-2010)评价,分析区内已成地 热水井碘、锶、偏硅酸、偏硼酸含量分别达到三至四项达到矿水命名浓度,具有 较高的理疗价值。 4 、工程地质 14 三普 1 号井地热区块已建地热开采井的泵房、地热换热站,地热回灌井的泵 房;涉及的岩土体类型为土体,主要为第四系全新统上部冲积层(Q42eol )和第 四系全新统下部冲积层(Q41eol )。 第四系全新统上部冲积层(Q42eol )区内层底深度 2.5- 18.3m ,褐黄色,稍 湿,坚硬,岩性以粉质粘土为主,虫孔及针状孔隙发育,具轻微~中等湿陷性和 自重湿陷性,天然重度y为 14.0kN/m3 , 内摩擦角Ψ为 18 , 粘聚力 c 为 21.0 23.0kPa ,承载力特征值fak 为 170kPa。 第四系全新统下部冲积层(Q41eol )区内层底深度大于 30m ,浅褐黄色 黄褐色,稍湿,坚硬,岩性以粉质粘土为主,虫孔及针状孔隙发育,具轻微~中 等湿陷性和自重湿陷性,天然重度y为 14.2~14.4kN/m3 ,内摩擦角Ψ为 18-20 , 粘聚力 c 为 25.0kPa ,承载力特征值fak 为 200-240kPa。 5 、矿体地质特征 矿区内的矿产资源为地热水,三普 2 井开采层段在 2600~3480.3m,主要开 采蓝田灞河组以下的热储层资源量。 据区内已成地热井可知各热储层段阴、阳离子均以 Cl-和 Na 为主,水化学 类型主要为 Cl-Na 型水,其次为 HCO3 Cl-Na、Cl-Na Ca、Cl HCO3 SO4-Na 型水, 矿化度 24687412mg/L,为微咸水咸水,PH 值在 7.3~7.97 之间,均呈中性; 因 SO42-(62.5720mg/L)、Cl-(192.53944.0mg/L)含量一般较高,对钢质 井管及管道具有中等腐蚀或强腐蚀性 。 按照 理疗热矿水水质标准 (GB/T11615-2010)评价,分析区内已成地热水井氟、碘、锶、偏硅酸、偏硼酸 含量分别达到一项或三至五项达到矿水命名浓度,具有较高的理疗价值。 6 、不良地质现象 矿区内未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等矿山地质灾害和溶洞、土洞、 河流冲刷、砂土液化以及渗透变形、水质恶化等不良地质现象。 矿区地形平坦、地貌类型单一,现状条件下矿山地质灾害不发育。 7 、人类工程活动 三普 2 号井及回灌井等其他配套设施均位于公司规划的空闲地带,没有其他 矿床的开采。 区内主要人类工程活动有房屋建筑、道路修筑、铁路等,现简述如下 15 (1)房屋建筑 换热站为周边原有的建筑物,为 3-5 层,泵房为城市建设用地,不涉及土地 复垦(照片 2 、3)。 (2)道路修筑 区块内道路主要为水泥道路,周边道路主要为沥青路面(照片 4)。 照片 2 评估区房屋建筑 照片 3 评估区房屋建筑 照片 4 评估区周边道路 (3)公路 在区块北边有东-西向高速公路,为 G30 连霍高速公路陕西段。 由于地热矿床的特殊性,地热水开采不会对周围环境造成影响和破坏,同时 也不会受到周围其它人类活动的影响。 因此,矿区破坏地质环境的人类工程活动较弱。 三、矿山地质环境问题 16 1 、矿山地质灾害问题 依据本次野外地质调查,矿区内总体地势北高南抵,成缓坡倾向北,地面高 程差异不大,现状边坡稳定;未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和 地面沉降等地质灾害。评估区地质灾害现状弱发育,预测可能加剧地质灾害的可 能性小,危险性小。 现状评估现状条件下尚未发现任何地质灾害及隐患,危险性小,对地质环 境影响较轻。 预测评估矿山开采过程中遭受、引发、加剧地质灾害及隐患的可能性小。 2 、矿区地形地貌问题 由于地热井为点状工程,其用地主要为泵房、地热换热站、及其他办公、维 修等辅助用地,其总用地面积为 489.87m2,建设及运营期间不会改变区内总体地 形地貌、地质遗迹及人文景观;其运营和采矿活动不会改变区内总体地形地貌、 地质遗迹及人文景观。因此,矿山对地形地貌景观影响较轻。 现状与预测评估对地形地貌景观影响较轻。 3 、矿区含水层破坏问题 三普 2 井采用潜水电泵从地热井中抽取深部地热水,与区域地表水(渭河河 水)、浅部含水层(1600m 以浅)无水力联系;新近系热储层埋藏深、上部覆盖 层厚度大,其地层固结程度高、孔隙率较小、结构致密、抗压缩性较强,有较好 的保温性能;因此,采矿活动对深部含水层(热储层)的结构不会造成破坏。三 普 2 井地热区块开采时依据开发利用方案对开采降深进行控制、对开采量进 行控制、对水位下降进行控制,并按规定实施地热水回灌,对深部含水层的影响 较轻;随开采时间的延长,热水水头会有一定的下降,但不会造成深部含水层(热 储层)疏干或半疏干状态。因此,矿区地热水开采对含水层影响程度为较轻。 现状评估及预测评估矿山开采对含水层影响和破坏较轻。 4 、土地资源问题 矿区内已施工 1 眼地热开采井、1 眼地热回灌井及其泵房、地热换热站,现 场调查量得三普 2 号井临时泵房面积为 18.87m2 ,为半地下泵房,三普 2 号井换 热站占地面积 456m2 ,已施工地热回灌井泵房占地面积约 15m2 ;合计占地面积 489.87m2。且占地属性均为城市建设用地,无需土地复垦。地热开采对土地资源 17 的影响和破坏较轻,且未来矿山没有建筑需求。故矿山开采对土地资源的影响与 破坏较轻。 现状评估及预测评估矿山开采对土地资源的影响和破坏较轻。 5 、其他地质环境问题 三普 2 井、三普 2 井回灌井及其他配套设施均位于项目空闲地带,周围较为 空旷,对主要交通干线、水利工程、村庄、工矿企业及其它各类建(构)筑物等 的影响和破坏较小。 现状评估及预测评估矿山开采对主要交通干线、水利工程、村庄、工矿企 业及其它各类建(构)筑物等的影响与破坏较轻。 6 、已采取的防治措施和治理效果 由于地热资源具有液体矿产资源流动性、特殊性,为了避免矿界纠纷及不合 理开采造成矿山环境问题,已经采取的措施有 (1)地热开采初期的 2000 年、2005 年编制了咸阳市地热开发利用规划, 进行了咸阳地热田的地热详查,确定了“ 同层间距 2000m ,异层间距 100m ”合 理井间距,最大限度避免了井间开采干扰和矿界纠纷,为地热合理开发利用鉴定 了坚实基础。 (2)监管到位。地热井全部采取了地下水开采层段的 400m 管井以内水泥 封井,并且全部开采 1000m 以深的热储层,预留顶层的三门组水资源,确保了 上部工农业用水安全。 (3)三普 1 井供暖后的尾水温度小于 25℃ , 全部回灌至回灌井中,补充地 下热水,保护地热资源,避免了地表环境污染,一定程度上确保了地热资源持续 开发。 (4)开展了地热流量、水温及水头动态监测,取得了丰富的动态资料,为 确定合理的地热井开采量和避免矿山环境问题提供了科学依据。 综上所述由于西咸新区地热开发利用监管到位,目前三普 2 井地热区块地 热资源开发利用未曾造成矿山环境问题。 四、拟采取的保护与治理措施 1 、矿山地质环境保护与治理分区 18 根据地热井开采利用的影响范围圈出矿山评估区范围,即分别以三普 2 井、 三普 2 回灌井井口为圆心,半径为 500m 的圆范围和地热管道两侧外扩 50m 范围 作为评估区 。 根据 矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范 (DZ/T0223-2011),将评估区划为一般防治区,面积 1.67km2 。调查区面积为 16.88km2。 根据矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范(DZ/T 0223-2011), 矿山环境影响评估级别应根据评估区重要程度、矿山生产建设规模、矿山地质环 境条件复杂程度等综合确定。评估区重要程度分级为较重要区,矿山建设规模属 大型,矿山地质环境条件复杂程度为简单,确定本次矿山环境影响评估的等级为 一级,又因地热井本身为点状工程,且该区块为采灌井组,综合评定为二级。 2 、拟采取的保护与治理措施 为了使工程在运营中能有效地保护矿山地质环境,按照“统一规划、源头控 制、防复结合 ”的
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