CC BY
18
© A.B. Кудренко, В.П. Петриченко, 2012
УЛК 622.243.952
A.B. Кудренко, В.П. Петриченко
ОБУСТРОЙСТВО И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН НА ВОДУ МЕЛО-МЕРГЕЛЬНОГО ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Изложены особенности геологического строения мело-мергельного водоносного горизонта, опыт сооружения и режим эксплуатации скважин. Так же рекомендации, обеспечивающие качество, долговечность скважин, охрану водных ресурсов. Ключевые слова: водоносный горизонт, разжиженный мел, вынос частиц, режим эксплуатации.
Мело-мергельный водоносный горизонт в Белгородской области распространен на всей территории и является основным для водоснабжения населения, промышленных предприятий и сельского хозяйства. Глубина залегания его в зависимости от геодезической отметки устья скважины находится от 50-60 до 120 м. Мощность меловых отложений от 10 до 50 м. Меловые отложения представлены белым писчим мелом, в верхней части разжижен, покрыт песками. С глубиной прочность отложений повышается. В нижней части трещиноватый. Ниже трещиноватые мергельные отложения. Трещинова-тость затухает с глубиной. Водоносный горизонт является безнапорным. Горизонт питается за счет инфильтрации атмосферных осадков через покрывающие слои песчано-глинистых отложений общей мощностью до 40-50 м.
Водообильность горизонта находится в прямой связи с его трещино-ватостью, которая неодинакова как в вертикальном разрезе, так и площади распространения. Наиболее водо-обильные зоны в овражно-балочных
системах, в долинах рек, придолин-ных участках, вблизи водоемов, пониженных местностях.
Производительность водозаборных скважин зависит от местоположения их и резко снижаются на водоразделах. По данным ВИОГЕМ [1,2] дебит скважин мело-мергельного горизонта составляет от 20-30 м3/ч на повышенных местах и до 300 м3/ч и более на меловых карьерах Белгородского цемзавода вблизи г.Белгорода.
Наличие в разрезе скважин зоны разжиженного мела, трещин, заполненных мукообразным мелом, щебенкой в трещиноватых мергелях требует дополнительного изучения водоприемной части на предмет обустройства ее и определения режима эксплуатации скважин.
Для этого необходимо при вскрытии меловых отложений произвести отбор керна в меловых и верхней части мергельных отложений на глубину предполагаемой глубины скважины. Исследовать физико-механические свойства, оценить гидрогеологические параметры водоносного горизонта при одиночных скважинах или группы скважин в зависимости от
расчетной величины потребности в воде.
Опыт эксплуатации скважин на мело-мергельные отложения при перекрытии кондуктором 8 м. верхних меловых (разжиженных) отложений и откачке до 260 м3/ч происходил вынос мельчайших частиц мела до 50 мг/л в течение 8 суток непрерывной откачки свыше 300 м3/ч вынос частиц мела увеличился до 100 мг/л. Следует отметить, что опытная скважина была обсажена фильтровой колонной диаметром 426 мм. Длина фильтра 20 м, скважность 20 %.
Опытный куст из 10 скважин на меловом карьере аналогичной конструкции при суммарной откачке до 1000 м3/ч проработал около 5 месяцев. Глубина скважин составляла 60 м. Меловые отложения в интервале 847 м. Скважины выходили из строя в последствии в резкльтате обвала вокруг устья с образованием воронок диаметром 5 м, глубиной до 7 м.
Опыт эксплуатации одиночных скважин, группы из нескольких рабочих и резервных на мело-мергельный водоносный горизонт показывает, что вынос мельчайших частиц мела происходит практически из всех скважин на этот горизонт. Однако массовая концентрация их существенно отличается. Это зависит от перекрытия колонной (изоляции) верхней разжиженной части меловых отложений от фильтровой части ее, от качества за-трубного цементирования обсадной колонны, от объема водоотбора из пласта и скорости движения потока воды в прифильтровой зоне, которая может вызывать суффозию.
В практике сооружения и эксплуатации скважин на мело-мергельные водоносные горизонты используют металлические фильтры диаметром 219-426 мм со щелевой перфорацией или с круглыми отверстиями диамет-
ром 20-25 мм со скважностью до 2830%.
При бурении скважин в меловых отложениях отмечалось набухание стенок, а при эксплуатации скважин со щелевыми фильтрами выпор мела внутрь фильтровой трубы. Однако в ряде случаев не устанавливали фильтровые трубы в интервале меловых и мергельных отложений скважины, эксплуатировали годами, иногда промывая, очищая от осадка водоприемную часть скважины.
Выбор места заложения одиночной скважины или группы их существенно влияет на качество откачиваемой воды при всех других совершенных конструктивных удовлетворительных решениях в исполнении.
Скважины для питьевого водоснабжения при небольших мощностях отложений покрывающих водоносный горизонт, следует располагать вдали от промышленных и сельскохозяйственных предприятий, в стороне от направления движения подземных вод.
При сооружении новых скважин на изученном участке взамен вышедшей из строя по техническим причинам, новую скважину располагать вблизи только после ликвидационного тампонирования старой или не ближе радиуса влияния будущей работающей скважины.
Учитывая то, что в Белгородской области большинство скважин на ме-ло-мергельный водоносный горизонт пробурены ударно-канатным способом и, как известно, промежуточные колонны не цементировали ликвидационный тампонаж таких скважин для предупреждения загрязнения водоносного горизонта обязательный с извлечением эксплутационной и промежуточных колонн.
Для установления оптимального объема водоотбора из вновь пробуренной скважины прокачку следует
выполнить на предельный объем, а режим эксплуатации установить не более 2/3 предельного на длительный период с наблюдениями за изменением динамического уровня не превышая допустимого в зоне работы скважины, а так же контролировать качество откачиваемой воды для корректировки режима эксплуатации скважины.
В целях повышения долговечности работы скважины с удовлетворительными показателями следует устанавливать для одиночных скважин режим с постоянной работой без изменения
1. Шварц В.В., Воронцов В.И. Опыт сооружения водозаборных скважин на ме-ло-мергельный водоносный горизонт. // Технические средства и технология осуше-
объема откачки. При этом возможно уменьшение объема откачки на 1020% с использованием резервных емкостей для воды в потребном суточном расходе. Периодическая остановка скважины отрицательно сказывается на гидрогеологических показателях водоносного горизонта, засоряет мелкими частицами прифильтро-вую зону скважины, что может быть устранено повторением прокачки скважины типа строительной и, как правило, приводит к снижению дебита скважины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ния месторождения полезных ископаемых. Вып. 5 ВИОГЕМ.
2. Проекты сооружения скважин на воду. ВИОГЕМ 1970-1980 гг. ШВ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Кудренко Александр Витальевич - аспирант кафедры инженерной геологии и гидрогеологии НИУ «БелГУ», инженер-геолог ООО «Белгородстройизыскания», [email protected]
Петриченко Виталий Павлович - доктор технических наук, профессор, НИУ «БелГУ» [email protected]
РАЗМЫШЛЕНИЯ И ДИАЛОГИ
Реклама бывает не очень умной, тогда она только умаляет авторитет автора и издателя. Как-то уважаемая газета разместила рекламу: если каменщик не прочитает такой-то учебник, то дом рухнет. Разумный человек понимает, что каменщики учебников не читают (в крайнем случае они заглядывают лишь в справочник). Их мастерство передается из рук в руки. В результате такой рекламной глупости растет уверенность в том, что книга вообще не нужна.
К такой рекламе разумный издатель учебников отношения не имеет
