矿山绿色地质勘查综合技术应用分析

2019-02-09吕海涛

世界有色金属 2019年18期

吕海涛

（山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250014）

矿山地质勘查工作的主要目的就是搜集地质环境信息，为之后矿产资源的开采降低难度。企业借此能够获取到详细的地质信息，利用计算机的智能分析，降低生产成本，避免做无用功，提高整体效率[1]。一般情况下，在地质勘查工程中对生态环境产生一系列影响的主要因素归根究底还是地质勘查活动，尤其是进行钻探与槽探工作时，对生态环境的破坏程度还是较为恶劣的，当然这其中也不乏部分工作人员的失当行为所致。

1 矿山绿色地质勘查综合技术应用

地质勘查技术作业流程主要包括钻探、槽探、硐探以及浅井等，这些技术手段均会对地表生态环境产生消极影响甚至极度破坏，其中尤以钻探和槽探工程在地表形成一定范围的开挖形成的影响最为显著[2]。在生态环境非常脆弱，生态价值最为突出的青海高原，至今依然还沿用传统的地质勘探工程，这种勘探技术已经对青南广大区域的玉树大场矿区、北祁连江仓矿区等诸多成矿区的生态湿地产生了极其明显的生态退化。

与此同时，钻探工程、冲洗液内的丙烯酸以及产生的部分衍生物（如聚磺物）、油基冲洗液等都会对生态环境、地下水资源带来一定程度的污染问题，甚至对一些油气地层产生破坏作用。因而最近几年，伴随国内生态环境保护制度的深入贯彻执行以及政府与社会对青海高原生态价值的普遍重视，地质寻矿的绿色勘探技术成为发展的紧切需要。

1.1 浅层取样钻探

矿山开挖不只会对地表植被产生直接性的破坏，使得一些植被、土壤环境较为薄弱的矿区形成大规模的土壤流失，同时还会对第四系中的微循环水系、冻层涵养水产生环境隐患。

矿山区域内绝大多数的地表生态环境极其脆弱，实践表明工程动土非常容易破坏地表植被的生长环境。浅层钻探技术能够很好地作用于地表浅层这一点，就可较好地满足矿区地质勘查工程有关的勘探条件。一般状况下，可以借助浅层钻探技术在一定的生态环境中进行地质勘查工作，某种程度上能够大幅降低对生态环境的破坏度。在满足以下环境条件的区域中采取浅层取样钻探方法来取代以往的探槽工程。分别针对与沼泽湿地生态环境相似的区域；植被发育成熟、土壤层较为薄弱的区域；植被发育程度一般，可土壤层较为深厚的区域；地表存在一定面积的季节性冻土，植被稀少的区域；最后，不管是坡地，还是平地，地表存在一定渗流水的区域。该法能够利用实施多点浅表取样满足以往槽探工程寻矿的地质根据条件。而由北京探矿工程研究所研发的TGQ-10型浅层取样钻机在高寒区域能够实现30m范围内的钻探取样，不单有效避免了对地表的破坏，最大限度上减少地勘工程对生态环境产生的危害，同时还可以扩大取样深度。

1.2 便携钻探设备浅孔钻探

钻机尽可能选择带有多功能属性的，能按照不同钻探深度和地层状况优选钻探设备，这种钻探设备通常集背包式、便携式等多功能结构于一体。这种钻探设备重量一般会比较轻，所以这种设备的执行能力比较低，通常会采取质量比较轻的铝合金钻杆。该类钻探设备在全国范围内的多面整装勘探基地查涌矿区进行示范应用，设备安全可靠。首先也需要按照钻探的深度与地表层的状况来进行最优选取。适合应用轻型钻探设备取代以往钻探设备的矿区具体包括以下几种：首先是地形结构较为复杂的，需要进行多次开挖修复的区域；其次是终孔口径超过60mm，岩心直径超过50mm的区域，另外还包括钻孔设计不超过600m的地质取心钻探。比如中国地质科学院勘探工艺研究所研发的履带式多功能勘探钻机，其动力头的转速比较大，具有空气钻进与泥浆钻进2种作业模式，设备自身具备钢制和塑胶履带，再配置该所研发的多工艺钻进技术，能够高效完成以钻探槽的作业，且还方便搬运。该钻机的具体参数为，钻孔深度在40m～200m，钻孔直径在60mm～200mm，动力头输出钻速大致在0r/min～800r/min，动力头范围在2000mm以内，动力头最大起拔力设为70kN，该钻机已经逐渐在多个矿区进行应用。轻型钻机采取的材料基本为轻质钻具，比如铝合金钻杆，能够最大限度地降低钻杆柱自身重量，且如果承重力较低，质量较轻的钻探设备，能够减少作业人员的搬运量，降低了钻机的负荷，因而特别适合应用于交通不发达的区域。

1.3 深孔取心钻探冲洗液

在传统的钻探施工进行时，由于缺少生态保护意识，因而在生产泥浆时只需要考虑其性能是否符合工程施工要求即可，而无需考虑到泥浆原料是否会给环境造成一系列生态问题甚至产生严重危害，因此就造成了地质勘查过程中产生大量污染源，尤以废弃泥浆材料为主。对此，我们可以利用环保型冲洗液来实现环保目的，尤其是深孔取心钻探冲洗液在绿色地质勘探中不单可以实现生态环保，还可将地下水进行充分降解，确保地下水不发生同化以及地下径流。提倡利用生物聚合型环保泥浆，这种泥浆除具备防塌、润滑等钻探性能外，还能满足生物自然分解的特性。另外，全液压动力头矿道钻探设备，能够最大限度地避免生态环境遭到破坏，降低矿区路矿道开挖产生的破坏度，使生态环境、矿区确保大规模的环境保护。