董高林

（甘肅省核地質(zhì)二一九大隊(duì)，甘肅 天水 741025）

由于技術(shù)的進(jìn)步、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)等各方面的原因，鉆機(jī)制造企業(yè)結(jié)合用戶需求和客觀的需要，通過(guò)創(chuàng)新和研發(fā)生產(chǎn)出新的鉆機(jī)[1]。我國(guó)巖心鉆探在發(fā)展過(guò)程中，鉆機(jī)技術(shù)也逐步得到升級(jí)和發(fā)展，當(dāng)前市場(chǎng)上鉆機(jī)的種類(lèi)非常多，每種鉆機(jī)在功能及性能上各有優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)機(jī)械鉆機(jī)尤其是巖心鉆機(jī)鉆探的角度范圍十分有限，無(wú)論是搬運(yùn)、拆裝，還是升降，傳統(tǒng)機(jī)械鉆機(jī)都不能實(shí)現(xiàn)靈活輕便使用，工作效率不高，并且逐漸達(dá)不到林業(yè)、草原、安檢、環(huán)保等行業(yè)政策和綠色勘查的要求。為提升行業(yè)生產(chǎn)效率，滿足綠色勘查需要，新興的便攜式全液壓鉆機(jī)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。

1 便攜式鉆機(jī)

1.1 便攜式全液壓鉆機(jī)研發(fā)的背景及意義

建國(guó)以來(lái)，礦產(chǎn)資源大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)防建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)，帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展。但是，隨著礦產(chǎn)資源的枯竭、特別是改革開(kāi)放后近40年的掠奪式開(kāi)采，礦產(chǎn)資源難以為繼。地質(zhì)人只有往人跡罕至的高山、峽谷、雪山、草地、原始森林等地轉(zhuǎn)移尋找，尤其是十八大以后，黨中央又實(shí)施了生態(tài)文明建設(shè)，這就不得不研發(fā)新式綠色環(huán)保的便攜式探礦設(shè)備，再加上科技發(fā)達(dá)的西方國(guó)家，勞動(dòng)力資源短缺，用直升機(jī)吊運(yùn)鉆機(jī)成為可能，于是靈活、快捷、高效的模塊化全液壓便攜式鉆機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

1.2 便攜式全液壓鉆機(jī)

便攜式全液壓鉆機(jī)，顧名思義就是便于拆解、安裝、移動(dòng)和搬運(yùn)的完全由液壓傳動(dòng)的金剛石繩索取芯的輕型巖心鉆探設(shè)備。便攜式鉆機(jī)完全能滿足綠色勘查和高效、安全、質(zhì)量、健康的三體系要求，如圖1所示。

圖1 便攜式全液壓鉆機(jī)

1.3 便攜式全液壓鉆機(jī)最適宜施工的區(qū)域

1）高山作業(yè)。

2）道路不通的區(qū)域。

3）只能靠人力和畜力搬運(yùn)的地帶。

4）對(duì)環(huán)保和效率要求高的項(xiàng)目。

5）其他普通大型鉆機(jī)難以勝任的巖心鉆探工程。

2 綠色勘查

以綠色發(fā)展理念為引領(lǐng)，以科學(xué)管理和先進(jìn)技術(shù)為手段，通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的勘查手段、方法、設(shè)備和工藝，實(shí)施勘查全過(guò)程環(huán)境影響最小化控制，最大限度地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)，并對(duì)受擾動(dòng)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的勘查方式[2]。

1）牢固樹(shù)立綠色發(fā)展理念，將綠色發(fā)展理念貫穿于勘查活動(dòng)的全過(guò)程，將保護(hù)生態(tài)環(huán)境作為勘查活動(dòng)中應(yīng)盡的義務(wù)和責(zé)任。

2）依靠科技和管理創(chuàng)新，采用新手段、新方法、新工藝、新設(shè)備，最大限度地避免或減輕勘查活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)、污染、破壞。

3）和諧共贏，尊重自然，因地制宜開(kāi)展工作；統(tǒng)籌兼顧勘查效益、生態(tài)環(huán)境效益、勘查活動(dòng)所在地社會(huì)效益。

4）將綠色勘查工作的組織管理、預(yù)防控制和恢復(fù)治理的技術(shù)措施方案進(jìn)行分解和落實(shí)。

5）采取有效的技術(shù)及管理措施，做好安全文明施工、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等各項(xiàng)管理工作。

6）采用先進(jìn)的技術(shù)、方法、工藝、設(shè)備和新材料，積極開(kāi)展勘查科技與管理創(chuàng)新。

7）鉆井施工場(chǎng)地一般按照現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備、附屬設(shè)施安裝、施工操作、材料物資存放、臨建房屋等施工需要，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件進(jìn)行分區(qū)布置，以滿足減小環(huán)境影響和文明施工為原則，嚴(yán)格控制場(chǎng)地平整使用土地面積。

8）勘查工作中，定期或不定期地對(duì)綠色勘查工作以及生產(chǎn)安全事故隱患的排查治理工作進(jìn)行檢查評(píng)價(jià)，對(duì)出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)問(wèn)題及安全隱患，及時(shí)采取有效的技術(shù)措施及管理方法預(yù)防、控制及處理，消除安全隱患，預(yù)防事故發(fā)生。

9）鉆探設(shè)備安裝及其施工操作場(chǎng)地，優(yōu)先采用模塊化的便攜式探礦設(shè)備。

10）備用管材物資、材料庫(kù)、廢棄物及垃圾場(chǎng)、工地廁所等附屬設(shè)施場(chǎng)地，在最大限度減少環(huán)境擾動(dòng)前提下，依地形分區(qū)平整場(chǎng)地。

11）勘查工程項(xiàng)目部及生活駐地，就近租用當(dāng)?shù)鼐用穹课荨?/p>

12）施工場(chǎng)地以方便、適用、安全文明、環(huán)保為原則，因地制宜，合理布局，減少對(duì)土地、植被、景觀的擾動(dòng)和破壞。

13）確保施工場(chǎng)地平整、穩(wěn)固，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害及其他安全隱患。

14）施工中不隨意踩踏植被及農(nóng)作物，不砍伐樹(shù)木、撲殺野生動(dòng)物及采伐保護(hù)性植物。

15）加強(qiáng)火源管理，在林區(qū)及草地嚴(yán)禁使用明火，不亂丟火種，管理好火源，預(yù)防發(fā)生森林草地火災(zāi)事故。

16）施工現(xiàn)場(chǎng)安全文明及環(huán)保設(shè)施齊備可靠，相關(guān)管理制度、圖表及標(biāo)識(shí)標(biāo)牌齊全、規(guī)范、醒目；安全防護(hù)用品齊備、質(zhì)量可靠，發(fā)放及時(shí)，管理到位，全體員工工傷保險(xiǎn)齊全，賠付額度高。

17）項(xiàng)目勘查結(jié)束或階段工作結(jié)束，根據(jù)法律法規(guī)、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和恢復(fù)治理設(shè)計(jì)要求，結(jié)合地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，及時(shí)開(kāi)展環(huán)境恢復(fù)治理，消除勘查活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響。

3 便攜式全液壓鉆機(jī)在景村——三要一帶瑩石礦礦區(qū)巖心鉆探中的應(yīng)用

3.1 景村——三要一帶瑩石礦區(qū)簡(jiǎn)介

圖2 景村——三要一帶瑩石礦區(qū)

工作區(qū)位于陜西省商洛市洛南縣景村鎮(zhèn)至三要鎮(zhèn)一帶。行政區(qū)劃隸屬于陜西省商洛市洛南縣景村鎮(zhèn)、三要鎮(zhèn)、古城鎮(zhèn)、高耀鎮(zhèn)管轄。本次鉆探施工主要集中在5片區(qū)約30km2范圍內(nèi)。工作區(qū)地處秦嶺山脈中東部北秦嶺的蟒嶺北部，為中高山地形地貌，山勢(shì)陡峻，侵蝕切割強(qiáng)烈，發(fā)育有較多的沖溝谷，地勢(shì)總體呈由東西向的山脈分布。一般海拔高度900～1600m，區(qū)中最高山峰為西沙坪溝腦蟒嶺山1664m高地；相對(duì)高差在300～600m之間，地形復(fù)雜、為中高山區(qū)，巖性以花崗巖為主，如圖2所示。

3.2 便攜式全液壓鉆機(jī)的應(yīng)用

自從于2012年9月購(gòu)進(jìn)加拿大Hydracore HC-600型鉆機(jī)后，在山地林區(qū)地質(zhì)勘查和探礦工程中的搬家、移位和綠色勘查難題便迎刃而解?，F(xiàn)結(jié)合景村——三要一帶瑩石礦礦區(qū)的鉆探施工一一論述該鉆機(jī)的應(yīng)用。

表1為便攜式鉆機(jī)的主要性能特點(diǎn)。

該型鉆機(jī)通過(guò)在該地區(qū)的施工，不但滿足了施工設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期效果；而且使該鉆機(jī)的適用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域得到了大范圍的擴(kuò)展，除上揚(yáng)孔以外，滿足了水平孔及下斜孔、坑內(nèi)鉆等巖心鉆探的所有領(lǐng)域，取得了不錯(cuò)的成效，如圖3所示。

圖3 便攜式鉆機(jī)在施工中應(yīng)用

表1 便攜式鉆機(jī)主要性能特點(diǎn)

4 便攜式鉆機(jī)在該礦區(qū)取得的成績(jī)

本次鉆探施工主要集中在景村鎮(zhèn)、三要鎮(zhèn)、古城鎮(zhèn)、高耀鎮(zhèn)4鎮(zhèn)5片區(qū)約30km2范圍內(nèi)。孔位相對(duì)高差230m，地形復(fù)雜、為中高山區(qū)，巖性以花崗巖為主。共設(shè)計(jì)鉆孔15個(gè)，共計(jì)工作量2338m，合同額為xxxxxxx元人民幣。最大鉆深218m，最小鉆深100m，大部分傾角為45～90度，只有一個(gè)水平孔。合同工期5個(gè)月。自合同簽訂后，組建了強(qiáng)有力的9人項(xiàng)目部，精心組織，科學(xué)施工，從進(jìn)場(chǎng)算起，共計(jì)108d完成了2500.52m工作量。該項(xiàng)目被甲方評(píng)定為優(yōu)質(zhì)工程。其中，搬移孔位占37d，安全培訓(xùn)7d，待批孔位等誤工計(jì)15d。正真有效鉆進(jìn)時(shí)間為49d。鉆孔間鉆機(jī)搬移難度大，距離遠(yuǎn)且頻繁，平均每天鉆進(jìn)48.01m。在傾角45～90度、巖石硬度為10級(jí)左右的花崗巖性中把該鉆機(jī)的：靈活、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全等性能發(fā)揮的淋漓盡致，得到了甲方的一致好評(píng)，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，是本次鉆探的最大亮點(diǎn)。

當(dāng)然，便攜式鉆機(jī)也不是萬(wàn)能的，它有它的缺點(diǎn)。那就是用水量較大；在特別破碎的地層或厚度超過(guò)十幾米的軟弱層，無(wú)法使用傳統(tǒng)泥漿，只能使用低固相泥漿或高性能泥漿鉆進(jìn)；處理孔內(nèi)事故方法相對(duì)單一。今后，相信隨著升級(jí)、改進(jìn)、材料、科技、新技術(shù)的應(yīng)用，以上缺點(diǎn)都會(huì)有非常成熟的工藝和辦法解決，便攜式鉆機(jī)價(jià)格也會(huì)大幅跳水。如能加裝履帶、循環(huán)用水技術(shù)完全成熟、滿足沙漠戈壁鉆探條件，實(shí)現(xiàn)全地域施工，將會(huì)推動(dòng)整個(gè)行業(yè)有一個(gè)質(zhì)的飛躍。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的信息化時(shí)代，通過(guò)各行各業(yè)的努力、拼搏、開(kāi)拓、創(chuàng)新，高科技產(chǎn)品將如雨后春筍般生根、發(fā)芽、便攜式全液壓鉆機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中也必將得到進(jìn)一步推廣，它所具備的優(yōu)勢(shì)完全解決了傳統(tǒng)鉆機(jī)的缺陷，本次便攜式鉆機(jī)的使用，取得了較佳的成果，是探礦的最大亮點(diǎn)。無(wú)論是在移運(yùn)、拆裝、環(huán)保、安全、鉆孔角度、效率等方面，還是生態(tài)文明建設(shè)的需求方面，都完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和目的，隨著便攜式鉆機(jī)的廣泛應(yīng)用，更將大幅提升地質(zhì)行業(yè)的生產(chǎn)效率，完全實(shí)現(xiàn)綠色勘查的要求，在生態(tài)文明建設(shè)中做出地質(zhì)人應(yīng)有的貢獻(xiàn)。