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以先进技术促进绿色勘查

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添加时间:2016年11月21日

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2016-11-16 | 作者: 王琼杰 | 来源: 中国矿业报 | 【 】【打印】【关闭

  绿色勘查是一种先进理念,是一种信仰,是加快生态文明建设的要求;绿色勘查也是一项系统工程,需要集成创新、综合研究,采用多项技术进行解决。近年来,在2018世界杯投注网地质勘查司的大力倡导和推动下,我国的绿色勘查工作已开始启动,并涌现了一大批先进典型。

  绿色勘查离不开先进理念的引领,也需要先进技术的有力支撑。在当前形势下,我国在地质勘查领域有哪些先进的技术和工艺,更能适应绿色勘查的需要?今后我国的绿色勘查在技术、工艺上还需要哪些突破?中国矿业报记者日前采访了中国地质调查局探矿工艺研究所教授级高级工程师吴金生。

  中国地质调查局探矿工艺研究所作为中国地质调查局直接管理的公益性地质调查和战略性矿产资源勘查的技术支撑机构,主要从事地质灾害防治和矿产资源勘查技术方法、器具设备的研究与推广应用,在钻探技术和勘查工艺上居于国内领先水平。而作为工学博士的吴金生,在该所一直从事钻探技术及科学钻探研究工作,对地质勘查技术方法有独到的见解。

  记者:绿色勘查作为一种先进的理念,已在国内得到广泛认可。我们应如何从技术层面促进绿色勘查的实施?

  吴金生:绿色勘查作为一种先进的理念、文化和发展方式,在国外已得到广泛传播和实践,也是地质勘查贯彻落实“十三五”发展理念的新举措。随着矿产资源勘查工作量的加大,资源勘查与环境之间的矛盾不断出现,如人的活动、施工槽探、大型钻探设备搬迁过程中便道施工对植被造成的影响等,这些问题都值得高度重视,并应采取积极的措施,选择对环境影响小的勘查方法和手段,最大限度地减少矿产资源勘查开发对环境造成的破坏。

  绿色勘查是一项系统工程,需要集成创新、综合研究,采用多项技术进行解决。在尊重民族宗教信仰、少数民族生活习性以及考虑牧区放牧规律等前提下,将“绿色、协调”全面贯穿于整个勘查过程中:一是减少探矿工程对环境的扰动;二是减少施工过程中“三废”对环境的影响;三是做好施工完成后的生态恢复治理措施。因此,在地质勘查项目设计、实施和验收的每个环节,都要将“绿色勘查”贯穿其中,力求在探索“金山银山”中留住“绿水青山”。

  记者:目前,在地质勘查过程中,探矿工程对环境影响比较大,如何通过先进的勘查技术和工艺来努力减少对环境的扰动?

  吴金生:在地质勘查过程中,探矿过程的实施对环境的影响较大,如槽探工程、钻井基台修建、交通道路修建和物资的搬迁等。要减少探矿工程对植被破坏的技术方法,主要有以下几方面:

  一是“以钻代槽”,减少槽探对植被的破坏。槽探工程开挖面积较大,对植被的破坏严重。最近几年,多地都开展了“以钻代槽”的工作,用浅钻代替槽探,减少植被的破坏,取得了明显的效果。目前,“以钻代槽”采用的技术主要是常规的回转钻进技术,钻机主要是背包式钻机和其他轻便钻机。近几年,我所针对常规方法效率低、在复杂地层成孔困难等问题,开展了空气潜孔锤跟管取心钻进方法研究,为“以钻代槽”提供了一种新的技术方法。空气潜孔锤钻进技术是一种高效的钻进技术。我所在潜孔锤跟管钻进技术的基础上,把潜孔锤钻进技术、跟管钻进技术和取心技术进行有机结合,形成了独具特色的潜孔锤取心跟管钻进技术。该技术钻进速度快、护壁效果好,在滑坡勘查、工程勘察等领域得到了成功应用。同时,为了适应绿色勘查的需要,我们专门研制了一种轻便、多功能履带式钻机。该钻机配置钢制(或塑胶)履带,动力头输出转速范围大,具备空气潜孔锤钻进和普通回转钻进两种工作模式,可满足多工艺钻进的需要。

  二是利用定向钻进技术,实现“一基多孔、一孔多支、一孔多用”,减少机台数量与搬迁。利用定向钻进技术,可以在一个基台进行多个钻孔或在一个孔内进行多个分支孔的钻进,从而减少基台的数量、道路修建和物资搬迁工作,是中深孔钻进中实现绿色勘查的有效技术手段。我所从上世纪80年代开始,研究定向钻进技术,研制成功的机械连续造斜器等多项成果在行业中得到应用。在近两年实施“高原生态环境脆弱区综合钻探技术应用示范”项目中,采用有缆随钻/螺杆马达定向技术,在1个钻孔中分别完成2个分支孔的钻进和跨越勘探线的三维定向,钻探效果显著。

  三是采用模块化、轻便钻探设备及机具,便于人工搬迁和减少基台面积。在钻机设计上,我们采用了模块化、多功能的设计,轻型钻探设备主要有背包式、便携式、轻便多功能式等多种结构,可根据不同钻探要求和地层情况进行优选。钻具采用铝合金钻杆,采用能力较小、重量较轻的钻机,可大大减轻钻探设备的搬迁重量,对于交通不便地区的钻探施工具有明显的优越性。若尔盖铀矿田采用勘探所研制的铝合金钻杆,减轻钻具重量,减少钻机负荷,便于材料运输。

  四是改变物资搬运方式,减少道路修建。为减少设备及材料运输对生态脆弱区地表植被的破坏,通过拖拉机(塑胶履带)、雪橇、卷扬机(钢丝绳)以及直升机等方式搬运,最大限度地减少修路对植被的破坏。

  记者:在勘查施工过程中,泥浆、粉尘和“三废”对环境的污染也不容忽视。在降低环境污染方面有哪些新的技术方法?

  吴金生:降低环境污染的技术方法主要有:

  一是采用环保泥浆,减轻对环境的影响。在钻探施工过程中,由于以往环境保护观念淡薄,导致生产用泥浆材料仅仅从钻探工艺、性能等方面考虑,忽视了泥浆原材料对环境的潜在污染和毒性危害,使钻探施工泥浆废料成为地质勘查过程中的一大污染源。泥浆是由基础造浆材料和处理剂共同组成的,优选泥浆处理剂,防止有毒、有害处理剂高浓度聚集,是实施绿色地质勘查的重要措施之一。我们提倡使用生物聚合物环保泥浆体系,除具有抑制、防塌、润滑、封堵等钻探性能外,还能满足生物自然降解的特性,不破坏外界的酸碱平衡,无毒性,避免泥浆组分以及废浆液对环境的污染。

  二是对废浆进行无公害处理。钻探过程中废弃泥浆主要来源于废弃泥浆、地面设备及工具的冲洗水、打水泥塞作业产生的废水等。废泥浆具有点多、面广、污染物种类复杂、间歇性排放及不可控排放等特点,是钻探废水的主要污染源。钻孔废弃泥浆中含有各种污染成分,主要污染物有悬浮物、重金属、油、酚、硫化物等。对于没有回收利用价值的废浆液,禁止直接排放,应进行三级净化无害化处理,即在污水池水面上依次喷洒破胶沉淀剂、脱色吸附剂及凝聚净化剂,等待沉淀分层,排出上层清水,将下部沉淀物进行填埋。对于有利用价值的泥浆,在条件许可的情况下应当回收利用。对生态脆弱区的泥浆循环,应当使用泥浆罐和管汇连接的方式,避免泥浆池浆液的下渗和交叉污染。

  三是减少空气钻进粉尘的影响。为避免粉尘对环境的影响,应采取以下几个方面的措施:从粉尘产生的源头进行控制,做好钻探设备连接的密封,增设孔口除尘装置,避免扬尘;岩心取样布设防尘罩,及时清理岩屑;施工场地条件许可的话,可以洒水,防止地面粉尘二次起扬。

  记者:勘查施工完成后,对勘查区的生态如何恢复治理?

  吴金生:我们主要采取以下几项措施:一是要进行草皮预留。在需要进行槽探开挖和钻探井场建设前,将现场草皮搬迁到其他地方,待工程完成平整场地后,将预留的草皮再搬回来,重新栽培。

  二是人工种植。高原植被恢复技术是集岩土工程学、植物学、土壤学和环境生态学等多学科于一体的综合工程技术。当破坏面积较大、存在水土流失时,可以采用工程措施(挡墙)+人工植草;当草在高海拔地区难以存活时,可采用薄膜覆盖保温措施。我们在诺尔盖地区开展的项目,通过艰苦不懈的努力,使治理区基本恢复了原貌,多年寸草不生、废石裸露的废渣堆上长出了郁郁葱葱的青草,恢复治理取得了良好的环境效益和社会效益。

  记者:绿色勘查离不开先进技术的有力支撑,在矿产勘查技术方面该如何创新?

  吴金生:实施绿色勘查,科学技术是保障。只有采用先进的技术,才能全面实现绿色勘查。3年来,在高原生态环境脆弱区——若尔盖铀矿田开展复杂地层条件和恶劣的地理地形条件下的钻探技术体系研究与示范,初步形成了一套生态脆弱区绿色钻探技术体系,为国家能源资源勘探开发、绿色勘查提供技术支撑,在西部高原生态脆弱区具有示范与推广作用。

  然而,在绿色勘查的实施过程中,还存在诸多问题,主要表现在:现有的技术方法可以解决一部分问题,但还不成熟,仍需要积极探索新技术、新方法和新工艺;绿色勘查的观念与意识还需进一步加强;绿色勘查缺乏统一的层面较高的规范和标准,也缺乏准入和资金等政策支持。

  统一性、标准性、创新性和结合地方特点的生态环境保护,考验着“绿色勘查”工作的生命力和有效性。对此,我们建议:一是要大力开展科学研究,解决关键技术问题,全面提升勘查技术水平和成果集成创新,全面升级勘查技术手段,开展应用示范,形成绿色钻探技术体系,用最先进的工艺手段和装备仪器,减少对生态环境的破坏。二是开展宣传与教育,在地质勘查行业树立“绿色勘查”理念,逐渐加强从业者的环境保护意识。三是加快制定绿色勘查规范、标准与定额,增大绿色勘查资金与政策支持,促进具备“绿色基因”的探矿新技术应用。