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1、地热井矿产资源 开发利用方案目 录第一章 概 述11.1建设单位及企业性质11.2矿区位置及交通条件11.3编制依据21.4编制目的31.5以往地热地质及水文地质工作41.6外围矿业权设置情况51.7矿山现状5第二章 矿产资源需求现状与预测62.1矿产资源需求现状62.2矿产资源需求预测6第三章 矿产资源概况73.1自然地理、经济概况73.2矿区总体规划概况83.3区域地质概况83.4区域水文地质条件113.5区域工程地质概况133.6矿区地热地质条件133.7地热流体质量评价153.8资源储量193.9地质报告评述19第四章 主要建设方案的确定194.1开采对象选择及开采方式确定194.2矿
2、区范围204.3可开采资源储量214.4矿山建设规模及服务年限214.5工作制度224.6产品方案224.7开采方案224.8卫生防护带建设224.9监测方案23第五章 地热水生产方案245.1供水系统245.2电气 255.3工艺方案设计265.4水处理系统265.5地表建筑27第六章 环境保护及矿山安全生产措施286.1环境保护286.2矿山安全生产措施29第七章 经济效益分析307.1职工定员及劳动生产效率307.2投资估算307.3成本估算317.4地热收益分析327.5税金及附加327.6经济效益33第八章 社会、经济效益338.1社会效益338.2环境效益34第九章 开发方案结论与
3、建议349.1开发方案结论349.2建议 35附 件1、地热勘查报告评审意见书；2、地热勘查报告评审备案证明；3、地热井水质检测报告；4、矿山开采设计委托书；5、矿产资源勘查许可证；6、企业法人营业执照；7、取水许可证。附 图顺序号 图号 图 名 比例尺 1 1 地热井矿区范围图 1：100002 2 ZK1地热井综合地质柱状图 1：10000 地热井矿产资源开发利用方案第一章 概 述1.1建设单位及企业性质矿山名称：建设单位：企业性质：建设地址：法人代表：经济类型：开采矿种：地热水开采方式：自流生产规模：地热水开采量29104m3/a（属大型）1.2矿区位置及交通条件地热井位于辽宁省喀左县平
4、房子镇小营子村小汤沟，地理坐标（北京54坐标系）：471745，4545486。行政区划属辽宁省朝阳市喀喇沁左冀蒙古族自治县平房子镇所辖。矿区区域地理位置优越，交通便捷。境内有京沈、魏塔等铁路，京四和绥克高速公路。101国道、建三线、兴凌线等省级公路干支相连，纵横交错，四通八达，成为“三省通衢”之地。详见图1.1辽宁喀左建设集团地热井交通位置。图1.1 地热井交通位置图1.3编制依据辽宁喀左建设集团（地热井）矿产资源开发利用方案主要依据以下法律、法规、规范等进行编制：地热资源地质勘查规范（GB/T11615-2010）；饮用天然矿泉水标准（GB85372008）；生活饮用水卫生标准（GB574
5、92006）；医疗热矿水水质标准（GB/T1372792）；渔业水质标准（GB11607-89）；农田灌溉水质标准（GB5084-2005）；污水综合排放标准（GB8978-1996）；国土资源部关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知国土资发【1999】98号；辽宁省喀左县小汤地区地热勘查报告评审备案证明（辽国土资储备字【2017】014号，2017年2月14日；辽宁省喀左县小营子地热井钻井工程完井报告，北京市大地开源地质工程有限公司，2015年5月；辽宁喀左建设集团（地热井）矿产资源开发利用方案编制委托书。1.4编制目的矿区地热井为已有地热井，已设置探矿权。目前矿山正在办理探矿权转采矿权相
6、关手续，为办理采矿权需要，划定矿区范围，委托辽宁省第一水文地质工程地质大队进行辽宁喀左建设集团（地热井）矿产资源开发利用方案的编制工作。其主要目的如下：1）确定地热资源的建设规模、可能建设规模；2）确定资源的开采储量及地热开采方式；3）选择确定地热井的供水设备、供水工艺、尾水回收工艺以及监测方案；4）制定相应的环境保护与安全生产措施。1.5以往地热地质及水文地质工作1）1961年辽宁省地质局朝阳地质队完成了辽宁省建平县东南部1/20万普查地质报告；2）1968年辽宁省地质局区域地质测量队编写了凌源县幅K-50-30 1/20万地质图说明书；3）1974年朝阳地区计划委员会与辽宁省地质局朝阳地质
7、队合编了矿产资料汇编；4）1993年辽宁省地矿局区调队编写了建平幅K-50-96-C 1/5万区域地质图说明书。5）1964年辽宁省地矿局水文地质大队完成了辽宁省凌源县、凌源镇、喀左县、大城子南公营子地区1/5万综合性地质、水文地质普查报告；6）1970年辽宁省地质局水文地质大队编写了凌源幅K-50-(30) 1/20万水文地质图说明书；7）1981年中国人民解放军00919部队完成了凌源幅K-50-(30) 1/20万区域水文地质普查报告；8）2014年4月辽宁省矿产勘查院进行了大地电磁测量（MT），提交了辽宁省喀左县小营子村一带深层地热资源勘查物探工作报告；9）2015年5月辽宁省矿产勘查
8、院提交了辽宁省喀左县小汤地区地热资源成因类型论证报告；10）2016年12月辽宁省有色地质局勘查总院提交了辽宁省喀左县小汤地区地热勘查报告1.6外围矿业权设置情况探矿权人：地理位置：有效期限：勘查许可证：发证机关：勘查区面积：表1.1勘查区范围坐标一览表序号坐标坐标（北京54坐标系）面积(km2)东经北纬XY1234矿区10km范围内未见有已申请采矿权矿区，不存在与其它矿区矿权重叠问题。1.7矿山现状除本方案的地热井外，矿区及周边无其它地热井。地热井成井于2015年4月，井深2011.51m，由北京市大地开源地质工程有限公司施工，最大自涌水量110m3/h（2640m3/d），井口温度66.0
9、。目前地热井处于全封闭状态，未开采使用，计划于度假村建成以后开始投入使用，根据（辽朝喀）字【2015】第40428号取水许可证，地热水取水量为29万m3/a，主要用于温泉洗浴、娱乐用水、地热温室种植、地热温室养殖，冬季进行供暖。第二章 矿产资源需求现状与预测2.1矿产资源需求现状地热资源的开发，对地区经济发展具有极大的推动作用，对改善区域自然环境，调整产业结构，带动相关产业发展，扩大地区知名度，招商引资，都具有现实和长远意义。因此地方政府及相关部门对该地区地热资源开发十分重视，同时也为了落实省政府提出的打造温泉旅游大省的战略决策和省政府领导关于加强地热资源勘查开发的要求，辽宁喀左建设集团在辽宁
10、省喀喇沁左翼蒙古族自治县平房子镇小汤村一带进行了地热普查，并广泛搜集有关地热方面的地质、水文、物探、测井及钻探等综合资料，进一步确定了地热资源成因类型，设立探矿权，并进行了地热勘查，在此工作基础上辽宁喀左建设集团委托北京市大地开源地质工程有限公司在辽宁省喀左县小营村小汤沟施工地热水井一眼，终孔深度2011.51m，取水层位为中元古界蓟县系雾迷山组白云质灰岩。单日最大自涌水量2640 m3，井口温度达66.0。依照国家标准（GB/T116152010），开采该区地热资源属经济的，且为较适宜的开采区。2.2矿产资源需求预测地热资源是多用途的自然资源，其优点是占地少、无烟、无废渣粉尘、减少碳排放等，
11、当前都体会到地热是一种清洁、廉价、可直接利用的新能源，与其他矿产资源以及其他可再生能源相比，在开发利用方面具有明显的节能环保、高效利用和价廉量稳的优势。所以地热资源开发得到了房地产开发商的青睐。另外开发利用地热资源对国家号召的节能减排具有非常积极的意义，可广泛用于如渔业养殖、医疗、发电等多种行业，尤其是用于小区或酒店的供暖及洗浴，可大大提高小区、酒店的品质，带来良好的经济效益。随着经济的高速发展，高档小区、酒店的建设项目日益增多，为积极响应国家节能减排号召，同时提高项目品质，给建设项目创造更多的经济增长点，大都选择无污染的绿色能源（如太阳能、地热资源）或新兴技术（如热泵系统）进行供暖，随着项目
12、的增多，它越来越多的走进人们的日常生活，可广泛用于工业、农业、渔业养殖、医疗、发电、采暖、洗浴及旅游业等。对地热资源的需求量也越来越大。 第三章 矿产资源概况3.1自然地理、经济概况该区地处辽西低山丘陵区，海拔一般在300400米之间，山地、丘陵、平地、河川相间交错。该区横向上为两凸夹一凹的地貌单元特征，中部为广阔平坦的山间河流冲积平原，平均海拔300米左右。温带大陆性季风气候，干旱半干旱地区，年降水量多集中在78月份以暴雨形式降落，年最大降水量为719.2mm，月最大降水量为265.1mm，日最大降水量80.5mm，蒸发量在16001850mm左右，年平均气温12.80C。最大冻土深度在1.
13、30m。区内最大地表河流为大凌河，常流水部分宽1020m，河流弯曲系数1.34，平均水深0.9m，迳流量为10500m/s0.99m/s。农业经济以蔬菜、花卉、食用菌、小麦、棉花、烟叶、小杂粮为主；工业以铸造、采矿、冶金、建材、纺织、化工、酿造、农产品加工等行业为主体的工业体系；矿产是一个多种矿埋藏区域，矿产资源颇为丰富，既有固体可燃矿产，又有种类繁多的金属、非金属及矿泉水等矿产。3.2矿区总体规划概况辽宁喀左建设集团兴建度假村初步分为五个区域进行建设。分别为大众化温泉度假体验区、农业观光体验区、分时度假旅游区、东蒙文化园和山体景观区,总占地5400亩，总建筑面积25万m2。其中：温泉度假体验
14、区占地200亩、建筑面积4.7万m2，农业观光体验区占地面积2900亩、建设面积10万m2，分时度假区占地400亩、建设面积5万m2，山体景观区占地1900亩，建设面积6万m2。3.3区域地质概况3.3.1地层矿区地表出露的地层主要为中元古界蓟县系雾迷山组（Jxw）、洪水庄组（Jxh）、铁岭组（Jxt）、上元古界青白口系景儿峪组（Qnj）、古生界寒武系（）、奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系（P）、白垩系义县组(K1y)、九佛堂组(K1jf)及第四系(Q)。由老至新简述如下：1）中元古界蓟县系雾迷山组（Jxw）：主要岩性为灰灰黑色中厚层灰岩、含燧石条带灰岩，灰色薄层硅质灰岩及泥质灰岩。洪水庄组
15、（Jxh）：主要岩性为黑色页岩，灰色薄层白云质灰岩夹黑色页岩，普遍含黄铁结核。铁岭组（Jxt）：为一套海相沉积的碳酸盐岩及碎屑岩建造。下部为灰白、灰黑色中厚层含燧石结核及条带白云岩，含锰灰质白云岩；中部以灰白色及灰色薄层夹中厚层含锰白云质灰岩及含锰灰质白云岩为标志，夹23层薄层绿色页岩；上部为灰色及褐灰色薄层灰岩夹中厚层灰岩及竹叶状灰岩。2）中上元古界青白口系景儿峪组（Qnj）：主要岩性为薄层状灰岩、薄层页岩夹石英砂岩。3）古生界寒武系（）：出露有下统、中统、上统。下统（1）：主要岩性为厚层豹皮状白云质灰岩，紫色薄层页岩、粉砂岩夹结晶灰岩。中统（2）：本组岩性、厚度较稳定。底部为紫色薄层泥岩夹
16、黄绿色钙质薄层细砂岩，中部为薄层中厚层厚层块状层结晶灰岩，含鲕状结晶灰岩、白云质灰岩。上部为黄绿色薄层钙质粉砂岩夹灰色薄层中厚层白云质灰岩。顶部为黄绿色钙质薄层粉砂岩。上统（3）：下部为灰色、浅灰色厚层中厚层鲕状灰岩夹竹叶状灰岩，上部为紫色薄层中厚层竹叶状灰岩，紫色钙质粉砂岩及灰色薄层中厚层鲕状灰岩，泥质花纹灰岩。奥陶系（O）下统（O1）：岩性为灰色中厚层厚层白云质灰岩、灰色竹叶状灰岩及灰岩夹页岩。中统（O2）：岩性主要为灰色中厚层厚层灰岩及薄层、中厚层白云质灰岩夹含燧石条带白云质灰岩，厚层白云质花纹灰岩组成，本组岩性岩相稳定。4）石炭系（C）：由灰黑色页岩，灰色铝土质页岩夹灰白色薄层细粒石英
17、砂岩及煤层组成。5）二叠系（P）：下部由黄灰色薄层中厚层凝灰质砂岩组成，上部由紫色、紫红色粉砂质页岩夹薄层中厚层凝灰质砂岩组成。6）白垩系义县组（K1y）：岩性主要火山岩、砾岩及页岩。九佛堂组（K1jf）：分布于矿区的中、西部，走向北东，倾角1030，岩性主要为页岩、粉砂岩及油页岩。7）第四系（Q）：工作区属大凌河流域，表层为河流冲积、冲洪积物所覆盖，岩性主要为粉质粘土、粉土、砂及砂砾石等，厚度815m。详见辽宁喀左建设集团（地热井）矿区范围图。3.3.2构造1）褶皱区域构造单元为一断陷中生代盆地向斜构造，盆地中部地层为白垩系义县组、九佛堂组，两冀地层为侏罗系土城子组、奥陶系、寒武系、青白口系
18、下马岭组及蓟县系雾迷山组地层，向斜轴呈北东向40展布。工作区处于向斜构造的转折部，在这里向斜轴向西平移了约1km左右。2）断层矿区主要分布有两条断裂构造。F1断层呈NE向展布，基本与向斜轴平行，倾向NW，矿区内呈隐伏状态存在。F2断层呈NNE向展布，倾向W，从矿区西部穿境而过，断层两盘地层为白垩系义县组、九佛堂组地层，在矿区西南部与F1断层相汇。图3.1 喀左县平房子镇地区区域地质构造图3.3.3岩浆岩区域上北西部岩浆岩活动强烈，主要活动阶段为印支期，其次为燕山期。辉绿岩呈岩床产出，岩石呈灰深灰色，微粒辉绿结构，块状和浸染状构造，主要矿物成分为辉石和斜长石，其次为磁铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿、少量
19、黄铁矿，微量榍石等。3.4区域水文地质条件区域内地下水的赋存分布主要受控于地层、构造、水文和气象条件。矿区处于狭长中生代盆地内，盆地中部为大凌河流域，地下水以第四系松散岩类孔隙水为主；两翼为低山丘陵，地下水类型复杂。矿区地下水主要接受侧向迳流补给和大气降水入渗补给。两翼低山丘陵区主要接受大气降水入渗补给。根据地下水的赋存条件、水物理性质及动力特征，将区内地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水等三种基本类型。现分述如下：1）松散岩类孔隙水主要分布于河流两岸的冲积堆积地貌区，含水层由冲积、冲洪积等砂层及砂砾石组成，厚1015 m，地下水埋深较浅，富水性较好，单井涌水量为
20、500m31000m3/d，为潜水微承压水，水化学类型主要为HCO3-Cl-CaNa型。沟谷区含水层由冲洪积、坡洪积等砂砾石、粉质及砾质砂土夹碎石组成，地下水埋深2m3m，富水性较差，为潜水微承压水，水化学类型主要为HCO3-Cl-CaNa型。2）碎屑岩类孔隙裂隙水含水层岩性主要为二叠系、白垩系、石炭系砂岩、页岩、安山岩、安山质粉砂岩，裂隙不发育，为弱含水岩组，富水性不均。仅在断裂构造发育地带，富水性较好，且不同深度富水性差别较大。100m以上富水性相对较好，多小于100m3/d；下部多小于10m3/d。3）碳酸盐岩岩溶裂隙水具承压性。含水层组成地层包括蓟县系、青白口系、寒武系、奥陶系岩组等，
21、岩性为灰岩、白云岩，具有多层岩溶裂隙，多为溶隙、溶孔、溶洞。推断单井涌水量大于200500m3/d，富水性大小受断裂构造及岩溶发育程度控制。3.5区域工程地质概况矿区工程地质区主要两种类型：冲洪积平原工程地质区及低山丘陵工程地质区。据已有地质资料，冲洪积平原工程地质区020 m为第四系粉质粘土、粉砂、砂与砂砾石层，其天然含水量、孔隙比、压缩性均较大；20 m以下为白垩系九佛堂组页岩、粉砂岩及油页岩和雾迷山组白云质灰岩，其硬度均较大。受工程建设影响较大的土体主要为第四系全新统，粉质粘土为棕黄色，软塑可塑；粉砂、砂与砂砾石一般呈浅黄褐黄色，稍密中密。该地层地基承载力（100180KPa），为建筑基
22、础的良好持力层，稍作处理可作为一般工程建筑的地基。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），区内抗震设防裂度为6度第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，为地壳稳定区。3.6矿区地热地质条件1）热储层矿区处于喀左盆地与东部地台基底构造隆起区的接合部位，为向斜构造的转折部和多条断裂构造的交汇部。基底构造复杂，构造的发育造成岩石破碎、构造裂隙发育，同时，深部石灰岩沿断裂带形成各种大小的岩溶。这些岩石破碎带与岩溶发育带为地下水的深循环提供了良好的通道，同时又是储存地下热水的理想场所。矿区热储层为雾迷山组白云质灰岩，地层岩性虽然致密坚硬，孔隙性差，不具备富水的岩性条件，但由于断裂构造的发育，
23、使得岩石破碎，构造裂隙发育，加之碳酸盐岩类岩溶较发育，从而不仅为地下水的深循环提供了良好的通道，而且成为地下水的储存空间。经钻孔揭露，从3002011米发现多段岩石破碎带，白云质灰岩极为破碎，裂隙发育，形成较大规模的岩溶，这些岩石破碎带，岩溶发育带成为较理想的储热，说明热储的位置、规模、富水性及地热分布均受深大断裂构造控制。2）控热断裂根据物探勘查成果发现一条北东向断裂，该断裂规模较大，断裂延伸较深，走向北东、倾角65左右，向深部有逐渐扩大趋势，是本区的主要控热构造.3）盖层中生代侏罗系土城子组、白垩系义县组、九佛堂组地层构成盆地相对隔热、相对隔水的保温盖层，向西盖层厚度递增，盖层厚度为080
24、0m。4）地热水水文地质条件盆地边缘及东部基底隆起区接收大气降水向深部渗流，成为盆地热水的主要补给水源，大气降水通过构造裂隙和风化裂隙垂直进入地下，沿孔隙和裂隙下渗进行深循环，在深部加热后形成地热水体，并使深层原生地下热水具有了承压性。加热后的地下热水在高温高压下，向压力较小的地表循环，并经导热导水断裂上升至近地表，经钻孔揭露形成热水井。从地下热水赋存特征、地下水循环特征及地温场特征来分析，矿区地热成因类型为带状构造对流型，为岩溶裂隙与构造裂隙混合型热储。图3.2 喀左县平房子镇小营子地区地热模型概念图3.7地热流体质量评价3.7.1地热井水量评价地热井为探采结合井，终孔深度2011.51m，
25、取水层段为蓟县系雾迷山组白云质灰岩层，取水深度为1780.15-2011.51m。勘探阶段进行了三个落程的放水试验，见表3.1。表3.1 放水试验动态特征表落程水头高度（m）涌水量（m3/h）单位涌水量（L/sm）稳定水温（）小落程3343.14866.0中落程7793.13566.0大落程101103.05666.03.7.2地热流体化学特征据分析的水质检测报告，地热井中常规组分以Na+、Ca2 +、HCO3-和Cl-为主，其次为SO42-、F-、 K+、Mg2+。PH值7.36，总硬度129.53mg/L (CaCO3),矿化度1470mg/L,水化学类型为ClHCO3-NaCa型水。表3
26、.2 地热流体化学组分特征表离子含量(mg/L)项目含量(mg/L)项目含量(mg/L)常常规组分K+17.35偏硅酸75.2钡0.013Na+363.10游离二氧化碳2.18铬0.001Ca2+35.69氟化物3.60铅0.000Mg2+9.81碘化物0.1钴0.000Fe2+Fe3+0.069锂0.007钒0.0005总计锶0.49钼0.000HCO3-415.28锌0.008锰0.023CO32-0.0硒0.000镍0.005Cl-391.49铜0.001挥发酚0.000SO42-17.65汞0.0000氰化物0.00F-0.99镉0.002亚硝酸盐0.000NO3-0.12溶解性总固体
27、1118COD(以O2计)14.2总碱度340.15总酸度2.453.7.3地热流体质量评价由国土资源部沈阳矿产监督检测中心及辽宁省第一水文地质工程地质大队分别采取卫生防疫分析水样和矿泉水全项分析水样，水样的采取方法按照地热资源地质勘查规范（GB/T 11615-2010）执行。1）地热水化学类型检测结果显示：地下水PH值为7.36，属弱碱性水；总硬度（以CaCO3计）为129.53mg/L，属极软水。水化学类型为HCO3ClNaCa型水。2）理疗热矿泉水水质评价热水中氟化物含量3.6mg/L，偏硅酸的含量为75.2mg/L，温度66.0。符合天然矿泉地质勘探规范（GB/T13727-92）规
28、定的医疗矿泉水命名条件（偏硅酸50mg/L、温度34），可命名为偏硅酸型温泉水，适于理疗、洗浴。水中大部分元素呈离子状态，浴用时容易透过皮肤进入肌体而发生作用，不仅在浴用中，在浴后也继续发生作用。碱泉，有类似肥皂的作用，可使皮肤乳化，使皮肤显得光滑。温泉可治疗前列腺炎、不孕症、风湿病、腰肌劳损、神经性皮炎、皮肤瘙痒、各种皮肤癣症。偏硅酸具有良好的软化血管、清除血管沉积脂肪的功能，预防中风，治疗心脏病、肠胃病、风湿性关节炎、颈椎病、肩周炎等常见疾病具有明显的预防和治疗作用。硅酸是人体正常生长和骨骼钙化不可缺少的，也是生命不可缺少的元素。浴用时对皮肤及粘膜有洁净消退作用。3）生活饮用水评价地热流体
29、有强烈的SO2异味，浑浊度（NTU）0.19；超标组分有氯酸盐、溶解性总固体、氟化物、COD等指标，分别为391.49mg/l、1118mg/l、3.8mg/l、3.6mg/l、14.2，均超过生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定的限值250mg/l、1000mg/l、1.0mg/l、5，不可以直接作为生活饮用水源。4）农业灌溉用水评价根据农业灌溉水质标准（GB5084-2005），除氯化物、硫化物含量超过一类灌溉水质限值外，其他均符合二类、三类灌溉水质标准。5）渔业水质评价依据渔业水质标准（GB11607-89），根据检测报告结果，氟化物、硫化物含量分别为6.84mg/l、1.5
30、8mg/l，均超过渔业用水标准，不适合直接渔业用水。6）污水排放评价依据污水综合排放标准（GB8978-1996），地热流体中除硫化氢的含量为1.58mg/L，超过污水综合排放标准中的一、二级排放标准，但符合三级排放标准。7）结垢评价参照工业用锅垢总量HO（mg/l）来衡量地热水的结垢性。 锅垢总量HO（mg/l）的计算： HO=S+C+36rFe2+17rAl3+20rMg2+59rCa2+式中：S地热水中悬浮物含量（mg/l）； C胶体含量，C=Sio2+F2O3+AL2O3，单位mg/l； r离子含量的每升毫克当量数。地热流体水质检验报告未将Fe2+和Fe3+分开，且Fe2+Fe3+含量
31、0.069mg/L，另外未分析悬浮物，因此对Fe2+和悬浮物不予以计算，对锅垢总量无大的影响。HO=75.269+200.807+591.781=196.488（mg/L）地热水锅垢总量HO为203.63mg/l250mg/l，为锅垢少的地热水。3.8资源储量根据辽宁省喀左县小汤地区地热勘查报告及评审备案证明（辽国土资储备字【2017】014号），地热井井深2011.51m，静止水位高出地表15m，试验的最大自流量2640m3/d，出水温度66，勘查区面积3.24km2，可采地热资源量为4.3181012kcal，可采地热资源为1.482108kcal/d，可开采资源量2640m3/d。3.9
32、地质报告评述地质报告根据试水试验成果计算出地热井的可开采资源量，同时对地热流体的质量与化学特征进行了评价，满足地热资源地质勘查规范相关要求，可以作为本次开发利用方案编写依据。矿区地热地质条件和地热水形成条件良好，地热流体温度、化学特征、质量及动态特征均满足地热资源开发利用的要求。第四章 主要建设方案的确定4.1开采对象选择及开采方式确定本矿开采对象为地热水，温度66，为热水。地热流体承压水头高出地表15m，自涌，未来规划年开采量为29万m3/a，日开采量约794m3/d，远小于可开采资源量2640m3/d，因此，方案设计采用自涌形式进行地热水开采，管道运输。4.2矿区范围1）开采权益保护半径计
33、算根据放水试验结果，按可开采资源量2640.00m3/d进行开采，地热井开采权益保护半径R计算公式如下: R= 式中：R开采权益保护半径（m）； Q地热产量，2640m3/d； F水比热/热储岩石比热的比值，4.54； H热储层厚度，现取裸孔段长度231.36m。 R=2003.14（m）本井开采权益保护半径为2003.14m。若按规划开采量29万m3/a进行地热开采，开采权益保护半径R=1098.55（m）该井开采权益保护半径为1098.55m。2）矿区范围地热水矿区范围的确定主要根据地热资源赋存条件、允许开采量及卫生防护带、开采权益保护半径以及国家有关规定等综合进行。在保证饮用天然矿泉厂卫
34、生标准（GB16330-1996)所规定的三级卫生防护带划分的基础上，在矿山开采权益保护半径范围内，考虑控热断裂的产状规模以及地形地貌条件，可以看出，地热井距原探矿许可区边界最小距离640m，最大距离1700m，规划开采权益保护范围基本处于探矿区范围以内。该矿产属液体矿床，埋藏深度1780.15m，为避免矿山在未来开发过程中对小营子村居民区以及、建三公路等地表建筑的影响，同时，为了保证地热井对矿产资源的持续稳定开采，最终划定矿区面积1.85km2。各拐点坐标见表4.1。表4.1矿区拐点坐标表（北京54坐标系）拐点XY面积(km)开采深度14546263.99040470924.7371.851
35、780.15-2011.5124546258.51040472325.95734545281.27240472323.35944544601.54040470919.2244.3可开采资源储量按照辽宁省喀左县小汤沟地热勘查报告中热储法计算的勘查区可开采地热资源量，对本方案确定的矿区范围内可采地热资源量进行换算。经计算：矿区可采地热资源量：Qwh=4.3181012kcal=2.41551012kcal按照储量评审、备案所确定的可开采地热资源1.482108kcal/d（2640m3/d），若按储量评审所确定的可开采地热资源进行开采，矿区范围内可采地热资源量可满足44.6年的开采期。4.4矿山建
36、设规模及服务年限取水权人辽宁喀左建设集团申请的取水许可证（辽朝喀字2015第40428号）取水量为29万m3（794m3/d），小于矿区可开采资源储量。确定矿山开采矿种为地热，建设规模为29万m3/a，为大型矿山。按现有的地热资源赋存条件及矿山建设规模，矿区内的可采地热资源量可以达到长期、稳定、连续开采。考虑地热井结构材料的使用寿命，确定矿山服务年限为30a。4.5工作制度采用连续工作制，年工作360天，每天一班，每班8小时。4.6产品方案矿产品方案为天然地热水。4.7开采方案根据勘查成果，地热井井深2011.51m，自涌水量2640m3/d，稳定水头高度15m。通过对勘探阶段的放水试验进行分
37、析，确定矿山的地热开采方案为自流开采，井口压力约0.70Mpa，井口涌水量控制在33m3/h左右。4.8卫生防护带建设依据饮用天然矿泉水厂卫生规范（GB16330-1996），对地热井建设三级卫生防护区。第一级防护区设置于地热井外围半径15m处，建设隔离墙，防护区范围内进行水泥封面，水泥厚度大于20cm，并保持一定坡度以满足向外排水。地热井必须位于封闭式建筑物内，设专人管理，严禁无关人员居住或逗留，不得放置与取水无关的设备或物品。第二防护区设置于地热井外围半径30m处，不得设置居住区、厕所、水坑，不得堆放垃圾、废渣或铺设污水管道，严禁进行可能污染热储层的经济工程活动。第三防护区考虑矿区的热储层
38、埋藏深度大，盖层厚度1560m，受地表污染的可能性一般，因此，确定第三卫生防护半径为150m。防护区内禁止排放工业、生活废水，严禁使用农药、化肥，不得有破坏地下热水水文地质条件的活动。各防护区须设置固定标志。4.9监测方案为保证地热水良好和稳定的质量，在生产期间应对地热水进行定期监测，监测内容主要包括：水头高度、水质、水温、水压及采水量等。水压（水位）、水头高度、水温监测频率为1次/5天。水质要求每年供暖和停暖期各采一次水样进行分析，送有相关资质的单位进行水质全分析和污染项目检测。采水量：通过进口安装的流量表进行监测，监测频率为1次/5天。一旦监测结果达不到有关标准要求，必须立即采取纠正措施。
39、第五章 地热水生产方案5.1供水系统供水系统包括井口装置和供水管路等部分。1）井口装置包括套管头、水管头、节流阀等三部分套管头连接于井口管的最上端，采用法兰式端部连接装置进行连接，为缩孔式垂直通径，套管直径为325，用螺栓把紧，钢圈密封，见图5.1。水管头坐在套管法兰内，压紧密封圈，以密封套管和水管的环行空间，用螺丝紧固和加压，见图5.1。根据输配水管路计算公式：d=式中：d管径 mq流量（m3/s）q=0.0048m3/sv流速（m/s）v=1.5m/s经计算，水管的管径d=32mm。考虑水管壁的抗压能力，根据钢管壁厚与压力对照表，方案选择水管规格为382.5无缝不锈钢管。节流阀和压力表节流
40、阀和压力表装于水管头最上部，主要用于控制地热井的生产。节流阀采用可调式节流阀，孔直径与水管头尺寸一致。节流阀出口采用法兰式四通与仪表装置、供水管路进行连接。压力表量程要求使压力值在压力量程读数的30%-70%a范围内，同时，节流阀要安装放空阀，以便进行井口取样和检查放空。井口装置在安装设计时，应配备安全阀以便在进行井口装置和供水管路维修时关闭地热井的生产。具体设计安装参照井口装置和采油树规范（SY/T5127-2002）进行。2）供水管路采用地下供水管路，管路按度假村的规划布局进行敷设。由于该地热流体温度较高，从而使得地热水中含有的矿物质以及腐蚀性极强的化学无机物质的腐蚀速率加剧。此外，为了保
41、证管路的长久安全使用，要求管材能够耐高温，不易热变形。综合对比不锈钢管、玻璃钢、PVC等三种管材的各种性能，本方案选择玻璃钢做为供水管路管材，其优点表现为：比强度指标高，热传导系数低，保温性能好，内表面光滑，水力特性好，热膨胀系数低，不易热变形，防腐性能好。规格为382.5。图5.1 井口装置及部件图片5.2电气地热供热站动力配电421.5kw，需电力增容至500KVA。电气采用自动控制电气设备。通过变频技术、计算机技术与阀门等结合，进行自动控制，及时精确地跟踪工况温度、压力、流量的变化，调节地热井的采水量，以满足度假村的热水需求。5.3工艺方案设计辽宁喀左建设集团兴建度假村占地5400亩，本
42、着地热资源节约与保护并重，可持续与循环利用兼顾的原则科学规划，年规划采水量29万m3，采用地热水梯级利用+水源热泵系统，即采用散热器采暖地板辐射采暖洗浴、泳池、温室养殖等多元三级利用方案，工艺流程见图5.2。5.2地热流体综合利用工艺流程图5.4水处理系统水处理系统主要包括除砂系统、曝气除二硫化碳系统、废水余热回收系统、尾水处理系统等。除砂系统设备选择TYCS除砂器，主要通过旋流式除砂器除去热水中的砂砾石。曝气除硫化氢、二硫化碳系统设备选择TYBQ强制热风曝气塔，主要通过曝气处理，使大量的空气与地热水混合进行氧化反应，一方面使Fe2+氧化为Fe3+，另一方面除去热水中的二硫化碳和硫化氢气体，使
43、热水中的溶解氧含量增加。废水余热回收通过废水余热回收型热泵热水机组进行，其主要原理是：将温热废水和清洁水引入热交换机，利用温热废水的废热进行热交换使清洁水升温进行利用。尾水处理通过自建污水处理站进行处理。各类污染物最高允许排放浓度达到污水综合排放标准（GB8978-1996）。污水首先经过毛发聚集器，截留水中毛发及悬浮物，在过滤管路中加入混凝剂，将水中微小悬浮物凝聚，由循环泵送入高速过滤沙缸，经过滤后得到清水，通过板式换热器升温，经紫外线和氯粉杀菌消毒后，流入净水箱，完成水循环。处理后的污水一部分用作景观用水，一部分直接排入附近河流大凌河。5.5地表建筑1）地热供热站设在井口，包括地热井、换热
44、间、原水处理间和控制室，总建筑面积450m2。地热供热站采用框架结构，净高不小于3.5m，进深15m，开间30m。2）供水管地沟根据矿区及开度假村规划开发布局，供水、供电管线全部为地下管线，为减少热量散失，供水管线需做保温处理，以减少热量散失。第六章 环境保护及矿山安全生产措施6.1环境保护6.1.1环境保护措施1）重视环境工作，为确保矿山生产建设顺利进行，必须完善矿山施工组织设计，把环境工作作为施工组织设计重要组成部分，并认真贯彻落实到生产建设的全过程。2）加强环保教育，组织矿山企业员工学习环保知识，加强环保意识，认识到环境保护的重要性和必要性。3）贯彻环保法规，认真贯彻各级政府的有关水土保护、环境保护方针、政策和法令，结合组织设计和矿山特点，及时申报安全环境保护设计，切实按批准的文件进行生产。4）强化环保管理，定期进行环境检查，及时处理违章事宜，主动联系环保机构，请示汇报环保工作，做到文明开发利用矿产资源。6.1.2水资源保护为防止因热水资源不恰当利用造成的水源污染和破坏，必须做到以下几点：1）根据矿区热水资源的分布规律，及时调整和控制各种用水行为，使热水资源系统维持一种良性循环状态，以达到热水资源的永续利用。2）正确客观地调查、评价热水资源，合理地规划和管理热水资源
