張英傳
(1.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 煙臺 264000;2.山東省海洋地質(zhì)勘查院,山東 煙臺 264000)
近年來,我國對石油和礦物的需求、對礦物開采和某些金屬開采的投資,呈逐年增加的趨勢,促使鉆探技術的實施和使用以及鉆探設備研發(fā)的快速發(fā)展。與此同時,隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā),資源日益緊缺。所以,固體礦產(chǎn)資源的勘探技術、固體礦產(chǎn)的挖掘技術及應用越來越受到重視。
就山東省而言,礦產(chǎn)資源比較豐富,但是,0m~1500m淺部資源勘查已基本結(jié)束,目前,地質(zhì)勘查工作是向深部或海上轉(zhuǎn)變[1]。
隨著我國地質(zhì)勘探技術的不斷發(fā)展,特別是固體礦產(chǎn)鉆探工程技術的不斷提高,其部分技術水平已達到國際先進水平,但仍存在許多問題,如何合理地利用固體礦產(chǎn)鉆探工程技術,對于固體礦產(chǎn)的勘探與開采具有重要意義。因此,本文就山東固體礦產(chǎn)鉆探工程技術及管理現(xiàn)狀進行探討,并提出相應對策。
目前,山東固體礦產(chǎn)鉆探工程技術主要包含以下幾種,繩索取心金剛石鉆探、提鉆取心金剛石鉆探、水力反循環(huán)鉆探技術、巖心鉆探設備的研發(fā)等。
繩索取心金剛石鉆探、提鉆取心金剛石鉆探]為目前固體礦產(chǎn)鉆探主要的手段。其中N、H、P系列在國產(chǎn)化、小型化、配套化方面取得了較大成就。山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院施工的“中國巖金第一深鉆”,就是利用國產(chǎn)設備及技術施工的終孔孔深4006.17m,巖心采取率98%,鉆探深度及巖心采取率達到國際領先水平。
水力反循環(huán)鉆探技術,從20世紀80年代開始,我國地面礦山研制了一套反循環(huán)水力鉆井技術,在鉆井軟巖層方面取得了明顯的效果[2]。其鉆進深度超過300米,月效率達到數(shù)千次,在重點工程建設項目中有廣泛的應用。
巖心鉆探設備的研發(fā),包括設備及機具的研發(fā)。如繩索加重式取心鉆具系統(tǒng)的研發(fā),其主要應用于復雜地層鉆探和深孔鉆探。螺桿馬達鉆具的研發(fā),主要應用于定向鉆探。鉆探設備研發(fā)由立軸式鉆機向全液壓鉆機以及頂驅(qū)式鉆機發(fā)展,其機械化程度向自動化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)變。
近幾年來,我國固體礦產(chǎn)鉆探技術雖取得了很大成績,但與其他發(fā)達國家相比,仍存在較大差距。未來在先進技術的推廣應用,研發(fā)技術的投入,材料的質(zhì)量保證等方面,仍有許多工作要做。
當前,山東固體礦產(chǎn)鉆探工程中主要存在的問題如下所示:
山東省從事固體礦產(chǎn)的鉆探隊伍龐大,遍布全國。光國有的地質(zhì)勘察單位上百家,加上民營鉆探隊伍幾百家,全省擁有的鉆機數(shù)量幾千臺。隨著全國地勘經(jīng)濟的下滑,國家財政及礦山企業(yè)投入的減少,鉆探市場競爭異常激烈,相互壓價,直接影響鉆探工程質(zhì)量安全。
山東省的鉆探隊伍龐大,但裝備與技術[3]水平參差不齊,國有地勘單位從事鉆探工程的技術人員及骨干工人,主要來源國內(nèi)地質(zhì)院校畢業(yè)的大中專生,專業(yè)主要為巖土工程或掘進工程,學習及接觸固體礦產(chǎn)鉆探施工一般較少,無法直接勝任固體礦產(chǎn)鉆探生產(chǎn)組織與技術管理工作。過去已經(jīng)成熟掌握并推廣使用的液動潛孔錘技術、定向鉆進技術、水力反循環(huán)鉆進技術、空氣鉆進技術等在固體礦產(chǎn)鉆探施工中的技術人員和骨干技術工人大部分已經(jīng)退休。
可見,當前鉆探施工隊伍在人員素質(zhì)、技術裝備、施工工藝、生產(chǎn)管理等方面的狀況十分令人擔憂,因此需要制訂配套政策,以解決目前存在的問題。
主要采用的對策如下所示:
第一:健全勘探工程監(jiān)理制度[4],各地勘單位應在勘探項目中設置相應的管理崗位。勘探項目的技術人員應對施工單位的整個施工過程進行監(jiān)督,對原始資料和文件進行收集、整理,并參與各種工藝設計審查,編寫礦區(qū)工藝技術報告以及工程驗收。在此基礎上,逐步建立正規(guī)的工程監(jiān)理公司,對鉆探施工全過程進行監(jiān)督,確保鉆孔施工的質(zhì)量和安全。當前,我省探礦工程技術及隊伍管理的現(xiàn)狀不能適應地質(zhì)勘探向深度、斜度、難度方向發(fā)展。要加強設備、資金、人才等方面的投入,完善管理體制,建立一支高素質(zhì)、專業(yè)化、實用化的探礦隊伍,以提高鉆探技術水平。
第二,針對不同地層及礦種類型,舉辦各種液體和氣動DTH錘鉆進技術、定向鉆進技術、反循環(huán)連續(xù)取心技術、空氣鉆進技術,甚至普通金剛石鉆進和繩索心鉆進技術的短期培訓班和現(xiàn)場經(jīng)驗交流會,使青年技術人員和關鍵工人盡快掌握以上技術,并在施工中推廣應用,促進探礦工程整體技術水平迅速恢復,確保工程質(zhì)量和安全,降低成本,縮短勘探時間和勘探周期。同時,針對國內(nèi)鉆探設備現(xiàn)狀,加大設備與資金的投入,以人為本,完善管理制度,建立一支專業(yè)、過硬的鉆探隊伍,以提高我省整體鉆探技術水平。
第三,促進鉆探技術的綜合研究[5],提高現(xiàn)有鉆探技術水平,以提高鉆探效率和質(zhì)量,擴大技術適應性。就鉆探設備而言,鉆機的自動化、數(shù)字化、智能化程度提高,使其真正實現(xiàn)經(jīng)驗鉆探向科學鉆探轉(zhuǎn)變。同時,開發(fā)輕便、高效、移動方便的多功能鉆機,為適應山區(qū)復雜施工環(huán)境探礦的需要。在繩索索取心技術方面,要研究輕質(zhì)深孔的繩索索取心鉆柱系統(tǒng),提高繩索索取心鉆探的支撐力等;在液動沖擊鉆探技術中,以液壓DTH錘為主,進一步提高其工作可靠性和使用壽命。
第四:在探礦工程中鉆探參數(shù)采集儀的開發(fā)應用,可以加強鉆探技術參數(shù)的綜合研究,提高施工效率,做到孔內(nèi)事故的預防和處理。而計算機技術對系統(tǒng)的進一步發(fā)展則能全面刺激行業(yè)的技術革新與進步,推動鉆探作業(yè)自動化、智能化水平。
第五:建立健全鉆探施工項目的招投標制與合理的價格體系,通過建立行業(yè)內(nèi)部鉆探工程協(xié)會,促進鉆探市場公平競爭與評標評價的科學合理性,為探礦工程市場規(guī)范管理與防腐提供保障性競爭,有助于鉆探產(chǎn)業(yè)技術水平的全面恢復。
同時,眾多勘探單位之間相互壓價競爭,其鉆探市場價格偏低,影響鉆探新技術、新工藝、新設備的開發(fā)、應用及推廣。所以,依據(jù)巖石的硬度、鉆孔深度制定合理的山東省鉆探施工定額,已迫在眉睫,可以規(guī)避鉆探市場的惡性競爭,對進一步提高山東省固體礦產(chǎn)鉆探工程技術水平和我省鉆探品牌起到關鍵作用。
綜上所述,此次研究重點分析了山東固體鉆探工程技術現(xiàn)狀,并根據(jù)管理現(xiàn)狀提出了對策。同時,在后續(xù)的具體的固體礦產(chǎn)勘查過程中,必須考慮到地理、地理環(huán)境及綠色勘查方法的多樣性,對山東固體礦產(chǎn)鉆探工程技術現(xiàn)狀及對策進行分析,以提高山東固體礦產(chǎn)勘查的效率。
除此之外,還需要增加資金投入,改善設備條件,制定相關政策和管理制度,采取有效措施,有效落實。以適應當前和今后地勘工作的需要,為我省經(jīng)濟建設作出應有的貢獻。