劉森峰

（江西省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，江西 上饒 334000）

傳統(tǒng)礦山地質(zhì)鉆探勘查通常采用粗放型勘查模式，在開(kāi)展勘查活動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)于其周?chē)V山環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，例如泥漿材料的排放會(huì)影響淺層地下水運(yùn)行和土壤成分；泥漿循環(huán)過(guò)程中會(huì)對(duì)深層地下水造成影響；各類施工廢物排放不當(dāng)，會(huì)造成廢物、廢水對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的破壞等[1]。自政府及有關(guān)部門(mén)提出生態(tài)文明建設(shè)策略后，將加快生態(tài)文明體制作為改革的重心，生態(tài)文明的思想在人們的心中逐漸占據(jù)重要地位。但各項(xiàng)工程的建設(shè)都離不開(kāi)礦產(chǎn)資源的支撐和保障，因此如何在生態(tài)文明建設(shè)的同時(shí)，避免礦產(chǎn)資源的過(guò)度開(kāi)采和浪費(fèi)問(wèn)題，成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域研究人員迫切需要解決的問(wèn)題，而綠色勘查技術(shù)正是在這一背景下提出的。綠色勘查技術(shù)是通過(guò)利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段[2]。將保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)效益作為終極目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)。針對(duì)當(dāng)前礦山地質(zhì)鉆探施工中存在的施工效率低、施工設(shè)備運(yùn)行對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞等問(wèn)題，開(kāi)展綠色勘查技術(shù)在礦山地質(zhì)鉆探施工中的應(yīng)用效果研究。

1 綠色勘查技術(shù)在礦山地質(zhì)鉆探施工中的應(yīng)用

1.1 一基多孔井場(chǎng)鉆探結(jié)構(gòu)布置

為了減少鉆探施工對(duì)周?chē)V山地質(zhì)環(huán)境造成的擾動(dòng)，縮小影響范圍，首先采用一基多孔的結(jié)構(gòu)對(duì)井場(chǎng)鉆探結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置，以此達(dá)到井場(chǎng)布置緊湊的效果。通常情況下，根據(jù)井場(chǎng)的大小，可設(shè)置6個(gè)～8個(gè)不等的鉆孔，采用傳統(tǒng)布置方式以標(biāo)準(zhǔn)面積為60m×80m為例，其占地面積約為4800m2。但采用一基多孔的布置方式，其面積約為傳統(tǒng)布置方式占地面積的1/4。圖1為一基多孔井場(chǎng)鉆探結(jié)構(gòu)布置示意圖。

圖1 一基多孔井場(chǎng)鉆探結(jié)構(gòu)布置示意圖

圖1中（a）表示為實(shí)際鉆孔；（b）表示為示范井場(chǎng)；（c）表示為假想鉆孔；（d）表示為假想井場(chǎng)。按照上述方式對(duì)井場(chǎng)的鉆探結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置能夠進(jìn)一步節(jié)約鉆探場(chǎng)地，并降低鉆探對(duì)周?chē)V山地質(zhì)環(huán)境的影響范圍。同時(shí)，考慮到井場(chǎng)的滲漏會(huì)在一定程度上影響礦山地下水，因此在對(duì)鉆探結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時(shí)，還需要在井場(chǎng)上鋪設(shè)土工布，解決滲漏的問(wèn)題，保護(hù)地下水運(yùn)行環(huán)境。

1.2 泥漿材料選擇及循環(huán)工藝實(shí)施

泥漿材料是礦山地質(zhì)鉆探施工中主要污染源，解決泥漿材料對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響，可結(jié)合綠色勘查技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在對(duì)泥漿材料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇有害物質(zhì)含量少的材料。在對(duì)泥漿材料進(jìn)行配比時(shí)，主要材料為蒙脫石[3]。在對(duì)聚合物類型的泥漿材料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用多種單體或共聚物為基礎(chǔ)的人工合成的聚合電解質(zhì)材料。這種材料具備高分子聚合物的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)沒(méi)有異味和腐蝕性，不會(huì)影響到周?chē)V山環(huán)境。除此之外，還可選用植物瓜膠，將瓜爾豆膠作為原材料，對(duì)其進(jìn)行干燥粉碎處理后，添加適量水并對(duì)其進(jìn)行加壓水解，再用濃度為20%的乙醇對(duì)其進(jìn)行沉淀，從而得到最終的泥漿材料。采用上述三種泥漿材料都具有良好的環(huán)保效果，并且極易溶于水，不會(huì)出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的問(wèn)題產(chǎn)生，能夠進(jìn)一步提高礦山地質(zhì)鉆探施工的作業(yè)性能。同時(shí)，上述三種材料也可進(jìn)行循環(huán)使用，因此能夠產(chǎn)生更少的廢物量。

基于上述泥漿材料的可循環(huán)特點(diǎn)，采用循環(huán)工藝的方式完成鉆探施工能夠進(jìn)一步得到綠色環(huán)保效果。將泥漿材料通過(guò)泥漿泵泵入到鉆具當(dāng)中，在持續(xù)泵入的過(guò)程中，泥漿材料會(huì)進(jìn)入到環(huán)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)中，經(jīng)過(guò)環(huán)狀結(jié)構(gòu)返回到地面完成二次循環(huán)使用，以此能夠有效減少泥漿材料的使用量，從而達(dá)到綠色勘查的效果。

1.3 鉆探設(shè)備選型及運(yùn)行區(qū)域劃分

針對(duì)鉆探設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用具備合金技術(shù)的設(shè)備，在減輕鉆機(jī)整體重量的情況下，確保鉆機(jī)的強(qiáng)度和剛度。針對(duì)鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方式，從而方便在鉆探施工過(guò)程中進(jìn)行拆卸和安裝。針對(duì)鉆探設(shè)備中的鉆頭結(jié)構(gòu)和巖心管結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采用薄壁鉆頭和巖心管，以此確保在相同強(qiáng)度和剛度的條件下，增加采取巖心直徑。在對(duì)鉆探設(shè)備運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇將營(yíng)區(qū)和機(jī)場(chǎng)布置得更加緊湊、合理，并同樣采用上述鉆孔結(jié)構(gòu)的布置思路，盡可能減少鉆探設(shè)備的運(yùn)行區(qū)域，并做好鉆探設(shè)備運(yùn)行區(qū)域的防火工作。原則上，應(yīng)當(dāng)采用人工修建的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆探設(shè)備運(yùn)行區(qū)域的搭建，由于在該區(qū)域內(nèi)的施工強(qiáng)度較小，因此考慮到減小對(duì)礦山周?chē)刭|(zhì)環(huán)境的影響程度，不建議采用大型機(jī)械設(shè)備在施工區(qū)域進(jìn)行施工。同時(shí)，在完成施工任務(wù)后，應(yīng)當(dāng)針對(duì)運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行地表恢復(fù)工作。針對(duì)施工過(guò)程中被破壞的地表，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行草籽播種，并在播種區(qū)域上覆蓋塑料薄膜，從而做好對(duì)地表的保溫保水工作。在完成上述操作后，還應(yīng)當(dāng)將其與施工前的地表狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，盡可能做到無(wú)痕勘查，滿足綠色勘查要求。

2 應(yīng)用效果研究

通過(guò)本文上述論述，從三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)綠色勘查技術(shù)在礦山地質(zhì)鉆探施工中的應(yīng)用，為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述施工方案優(yōu)化下的勘查效果，選擇以某礦山為例，針對(duì)該礦山的地質(zhì)鉆探施工任務(wù)，引入本文上述三方面優(yōu)化內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)其施工作業(yè)。

已知該礦山所處位置為典型高原大陸性氣候，長(zhǎng)期處于低溫、干燥狀態(tài)。該礦山中需要進(jìn)行地質(zhì)鉆探勘查的區(qū)域?yàn)閹r漿巖較為發(fā)育，巖層以侵入巖為主的區(qū)域。以往在對(duì)該區(qū)域進(jìn)行鉆探勘查時(shí)，工作量為550m的鉆探，鉆孔結(jié)構(gòu)深度通常為500m，方位角度為25°，傾角為75°。按照本文上述鉆探布置結(jié)構(gòu)、泥漿材料選擇、循環(huán)工藝實(shí)施以及鉆探設(shè)備運(yùn)行等優(yōu)化內(nèi)容，對(duì)該礦山重新進(jìn)行鉆探施工。為了驗(yàn)證新的施工方法在實(shí)際應(yīng)用中能夠具備更高的環(huán)保效益，選擇與以往鉆探施工各材料消耗量一致的條件下，對(duì)其實(shí)際鉆探深度進(jìn)行測(cè)量并記錄。選用YSZ1650-5320型號(hào)鉆孔深度測(cè)量?jī)x對(duì)完成施工后的五個(gè)鉆孔深度進(jìn)行測(cè)量，并將其測(cè)量結(jié)果與以往鉆探深度進(jìn)行對(duì)比，得到如表1所示的應(yīng)用結(jié)果記錄表。

表1 本文選用鉆探施工方法應(yīng)用結(jié)果記錄表

從表1得出的記錄結(jié)果可以看出，本文鉆孔施工結(jié)果中各個(gè)鉆孔的深度均超過(guò)以往鉆孔結(jié)構(gòu)深度的最大值，在相同施工材料條件的基礎(chǔ)上，鉆孔深度越深，則說(shuō)明單位施工條件下的材料消耗越少，越符合綠色勘查施工要求。因此，通過(guò)上述應(yīng)用效果進(jìn)一步證明，本文應(yīng)用綠色勘查技術(shù)的施工方法能夠有效提高鉆探施工效率，并減少施工對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的破壞程度，得到綠色施工效果。

3 結(jié)語(yǔ)

為滿足礦山地質(zhì)鉆探施工的綠色勘查要求，減小鉆探施工對(duì)周?chē)V山地質(zhì)環(huán)境造成的污染和威脅，本文從三個(gè)方面引入綠色勘查技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆探施工作業(yè)的創(chuàng)新，并通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的方式，證明了該施工方案的可行性。但由于研究能力有限，本文上述提出的施工方案由于為了實(shí)現(xiàn)綠色勘查，采購(gòu)了大量成本相對(duì)較高的勘查設(shè)備，因此總施工成本增加。針對(duì)這一問(wèn)題，在后續(xù)的研究中還將從合理縮減施工成本的角度，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新。