蔡國榮，張 遂，3，沈紅錢，3，曾 飛，朱 璞，馮開友，覃永印，劉明民，吳應(yīng)值

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局103地質(zhì)大隊，貴州 銅仁 554300；2.自然資源部基巖區(qū)礦產(chǎn)資源勘查工程創(chuàng)新中心，貴州 貴陽 550003；3.貴州省錳礦資源預(yù)測評價科技技術(shù)創(chuàng)新人才團隊，貴州 銅仁 554300)

1 引言

貴州是全國礦產(chǎn)資源大省，松桃高地錳礦是近年來貴州省地礦局103地質(zhì)大隊錳礦產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新團隊，運用原創(chuàng)的錳礦內(nèi)生外成氣液流體噴溢成礦模式與找礦模型進行找礦預(yù)測(周琦 等，2013，2017，2018)，準(zhǔn)確地圈定了南華紀(jì)高地地塹盆地，在貴州銅仁松桃縣錳礦國家整裝勘查區(qū)內(nèi)找到的又一個隱伏超大型錳礦床(周琦 等，2016；張遂 等，2018)，碳酸錳礦石資源量1.61億噸(其中富錳礦石資源量7 166萬噸，達特大型規(guī)模)，成為亞洲第二大的錳礦床(袁良軍 等，2018)。2020年對高地錳礦實施了大精查(即勘探)，在對該礦床實施大精查工作時，綠色勘查納入了礦區(qū)大精查設(shè)計，并在野外地質(zhì)勘查工作中，嚴(yán)格執(zhí)行，以最大限度地減少勘探工作對生態(tài)環(huán)境的擾動，實現(xiàn)地質(zhì)勘查與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)同發(fā)展(鞏鑫 等，2018；雷曉力 等，2019；郭方方 等，2020)。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

綠色勘查作為一種先進的發(fā)展模式，國外已得到廣泛的實踐，如美國、澳大利亞、加拿大等，他們在礦產(chǎn)勘查過程中很重視生態(tài)環(huán)境保護，且規(guī)范、法律等也比較健全(劉乃剛，2018)。澳大利亞聯(lián)邦政府在1999年頒布了《環(huán)境和生物多樣性保護法》，明確了在找礦或采礦之前，必須要先在環(huán)境方面進行評估和獲得批準(zhǔn)，如果要勘探或者開采，還要獲得當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)組織的統(tǒng)一支持和認(rèn)可(馬騁 等，2019)；加拿大在2003年制訂了《勘探工程卓越手冊》，規(guī)范和指導(dǎo)勘探過程中的環(huán)境管理問題(王婉瓊，2020)；美國雖對環(huán)境方面沒有設(shè)置保護區(qū)，對敏感區(qū)也沒有明令禁止進行礦產(chǎn)資源勘查活動，但是在礦產(chǎn)勘查方面要想拿到探礦權(quán)、采礦權(quán)，就必須要經(jīng)過嚴(yán)格的環(huán)境影響評估，通常需要上交涉及勘查技術(shù)手段，采礦選礦“三廢”處理方案，環(huán)境影響評估報告主要有地表土壤植被破壞程度、野生動植物的保護、文化遺址保護、地下水保護、復(fù)墾計劃等多方面。只有滿足上述要求的企業(yè)才可以進行礦產(chǎn)勘查活動(謝麗麗，2019)。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

李在文(2012)在 “2012年生態(tài)文明論壇-貴陽”會議上，率先提出了“綠色勘查”的概念。青海省銅金山礦區(qū)在鉆探過程中從道路修筑、生活區(qū)營地、工作區(qū)修筑、水資源保護以及固體廢棄物的管理五個方面進行綠色勘查(劉海聲 等，2020)；青海有色地勘局在綠色勘查方面探索了多種減低勘查活動對環(huán)境擾動的辦法，如在采樣時“以鏟代鎬”；在地質(zhì)勘查時，采用便攜式輕便鉆機“以淺鉆代替槽探”等(羅長海，2019)；江西德興市水石塢金礦區(qū)實施綠色勘查時，分別從綠色勘查原則、綠色勘查設(shè)計以及綠色勘查實踐進行實施，在過程中主要從探槽施工、鉆孔施工、坑道施工、水資源利用和保護、野生動物、探槽回填及和諧勘查方面來減少對環(huán)境的擾動(王國龍，2018)；湖北大冶市龍角山一付家山礦區(qū)運用了“一孔多支”的技術(shù)來開展勘查活動，在?？抵駡@溝、連三坡、走馬嶺等礦區(qū)采用空中輪式滑動索道運輸鉆探設(shè)備和材料(吳龍 等，2020)；甘肅省在早子溝、格爾托及大水等金礦勘查中，采用了“一基多孔活扇形孔、放射孔”進行綠色勘查施工。甘肅省地礦局第二地勘院在甘南夏河縣恰勒布金礦區(qū)采用了“方格化”草皮保養(yǎng)快速恢復(fù)技術(shù)，對復(fù)綠復(fù)墾做好及時回填(張新虎 等，2017)；貴州省2019年發(fā)布了全國首個綠色勘查地方標(biāo)準(zhǔn)《固體礦產(chǎn)綠色勘查技術(shù)規(guī)范》(DB52/T 1433-2019)，為貴州實施綠色勘查奠定了基礎(chǔ)。

3 礦區(qū)概況

松桃高地超大型錳礦床位于云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡地帶(謝小峰，2018；袁良軍 等，2019)，屬中低山地形，局部因風(fēng)化、構(gòu)造等原因形成陡坡或陡崖，地形起伏較大，溝谷切割深。山脈多呈北東向分布，相對高差最大可達624.33 m。區(qū)內(nèi)屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，冬冷夏涼，雨量充足，地下水質(zhì)良好，植被發(fā)育較好。區(qū)內(nèi)土壤主要為黃壤和石灰土，森林覆蓋較廣，溪溝交錯，屬長江流域沅江水系。

4 綠色勘查

4.1 場地建設(shè)與日常管理

場地建設(shè)是決定施工便捷的方式，主要從施工現(xiàn)場分區(qū)規(guī)劃、道路修建、工作區(qū)建設(shè)、生活區(qū)建設(shè)、安全環(huán)保文化建設(shè)、水資源保護、固體廢棄物管理等七個方面。

在施工現(xiàn)場分區(qū)規(guī)劃中，因地制宜，根據(jù)實際情況，高地礦區(qū)全部采用的工藝是繩索取芯金剛石鉆進技術(shù)，對施工現(xiàn)場本著少破壞、少占地的綠色勘查原則，有序劃分施工操作區(qū)、工人休息區(qū)、原始植被層管護區(qū)、工具擺放區(qū)、消防器材區(qū)、鉆桿擺放區(qū)、油料材料區(qū)、巖心箱擺放區(qū)、垃圾回收區(qū)等。道路修建方面，礦區(qū)兼顧了項目各勘查階段施工及當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展的需要。充分利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有公路、居民區(qū)通道及農(nóng)耕道等，對開墾的路線及施工現(xiàn)場，開挖前采用編織袋把上層根植土裝袋保存，以便完成工作后進行高效的回填，恢復(fù)其原有地貌；工作區(qū)建設(shè)方面，礦區(qū)嚴(yán)格控制工作區(qū)面積，嚴(yán)禁超挖，在鉆機安裝前，在地面鋪有隔離層，防止油污對地表土壤造成污染(圖1)；生活區(qū)建設(shè)方面，選擇的是遠離施工區(qū)的當(dāng)?shù)鼐用穹?，在生活區(qū)懸掛了相關(guān)圖牌，包括組織機構(gòu)、崗位職責(zé)、管理制度、相關(guān)工程圖表等。在安全環(huán)保文化建設(shè)方面，每個施工進場通道兩側(cè)布置綠色勘查及安全施工的管理制度和圖表，圖牌版面材料采用環(huán)保板材，主要圖牌：工程概況牌、安全環(huán)保警示牌、危險源識別控制牌、施工管理制度牌、崗位責(zé)任牌、施工現(xiàn)場平面布置圖、環(huán)境恢復(fù)治理方案圖、設(shè)備及施工安全操作規(guī)程。在水資源保護方面，無論是生產(chǎn)用水還是生活用水都非常節(jié)約，在建設(shè)水池、泥漿池、沉砂池及循環(huán)槽時，底部都采用水泥漿做好防滲處理，且周圍采用了防護欄維護，做到封閉式管理(圖2)；在鉆桿的堆放時，采取集中堆放(圖3)。在施工過程中產(chǎn)生的廢機油，潤滑油等廢油以及施工后的廢漿都是集中收集后交由就近的廢棄物處理中心處理，避免了亂排亂放對周邊環(huán)境造成的污染；在固體廢棄物管理方面，礦區(qū)建立了健全的廢棄物管理制度，并且對廢棄物進行分類，定期把固廢運往處理中心集中處理。

圖1 土工布鋪設(shè)及輔助工具集中擺放點Fig.1 Geotextile paving and centralized placement of auxiliary tools

圖2 坑池四周圍欄設(shè)置Fig.2 Column setting around the pit pool

圖3 管材堆放Fig.3 Pipe stacking

4.2 使用環(huán)保沖洗液，保護地下水水質(zhì)

鉆探施工過程中，礦區(qū)整體采用了環(huán)保型泥漿，不僅有效的推進了鉆探的進度，還減少了在施工過程中“三廢”對環(huán)境的影響。沖洗液的類型也是根據(jù)各個場地的地層情況。礦區(qū)選擇的環(huán)保型沖洗液可降解鉆探過程中產(chǎn)生的大量廢水及廢石，同時也更大限度地對地下水層的水質(zhì)、儲量以及流量等起到了保護作用。在孔壁較穩(wěn)定的地層，采用了清水、自然造漿、細分散沖洗液作沖洗液；在較破碎膠結(jié)性差的地層，采用了生物聚合物環(huán)保泥漿，它不僅具備封堵、潤滑、防塌等鉆探性能外，還能不破壞當(dāng)?shù)氐叵滤?、無毒性、保持酸堿平衡，可以有效的避免生態(tài)環(huán)境以及地下水的污染。

4.3 采取一基多孔技術(shù)，減少對環(huán)境的擾動

以保護生態(tài)環(huán)境為優(yōu)先，推進先進技術(shù)在項目上的應(yīng)用。因此，在礦區(qū)采取一基多孔技術(shù)(圖4)，整個過程減少了設(shè)備搬運，節(jié)約了勘查經(jīng)費，

圖4 鉆孔ZK2901與ZK2903現(xiàn)場位置圖Fig.4 Site location plan of ZK2901 and ZK2903

降低對生態(tài)環(huán)境的擾動，鉆機選擇了CSD-3000型全液壓鉆機，其中鉆孔ZK2901方位角為90°，傾角85.5°，鉆孔ZK2903方位角為315°，傾角88°，在鉆進的過程中，對一些造斜、破碎的地層，在鉆壓、鉆速和泵量等方面都嚴(yán)格把控。對每次測斜數(shù)據(jù)都進行詳細分析，按照設(shè)計的目的，穩(wěn)中求進，不僅達到了勘探目的(圖5)，更是有效的詮釋了一基多孔技術(shù)在高地礦區(qū)綠色勘查的應(yīng)用。

圖5 松桃高地超大型錳礦床29號勘查線剖面圖

4.4 廢氣、噪聲的處理

工程實施在鉆進時容易產(chǎn)生一些煙塵，礦區(qū)在安裝柴油機動力設(shè)備時安裝了尾氣凈化裝置，尾氣排放是符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的。在平時在施工中，嚴(yán)格要求工作人員嚴(yán)禁燃燒秸稈，柴火、衣物等。生活用煤也是統(tǒng)一采用低含硫的優(yōu)質(zhì)無煙煤，使用的爐具也安裝得有排煙管，同時也加大了探礦工程“三廢”的處理與監(jiān)管力度，保障施工工程安全進行，最大程度地減少對周邊大氣的危害；高地礦區(qū)的基本上沒有噪聲污染，在安裝設(shè)備的時候，施工的機械設(shè)備上安裝了消聲裝備，礦區(qū)整個噪聲已低于70 dB。

4.5 礦區(qū)復(fù)墾復(fù)綠

礦區(qū)復(fù)墾復(fù)綠是嚴(yán)格按照綠色勘查實施方案及相關(guān)規(guī)范要求進行的，工程質(zhì)量符合《園林綠化工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、《土地復(fù)墾規(guī)定》、《土地復(fù)墾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》以及《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范，在土地復(fù)墾復(fù)綠之前，場地上的污染物、廢漿、廢液等進行處理，不留下任何污染物；同時對施工現(xiàn)場按照開挖前的地貌進行土壤回填，礦區(qū)復(fù)墾復(fù)綠的主要是耕地和林地，對耕地復(fù)墾是通過土壤回填，覆土深度已超過3 0 cm，如圖6(a)、6(b)所示。

圖6 (a)鉆孔ZK3303土地復(fù)墾前

圖6 (b)鉆孔ZK3303土地復(fù)墾后

對林地復(fù)墾首先是恢復(fù)其地貌，再嚴(yán)格按照要求對復(fù)墾林地進行植樹，植樹的間距為2 m，樹苗高度超過50 cm，如鉆孔ZK3504選擇柏樹進行林地復(fù)墾(圖7)，道路林地復(fù)墾也是如此(圖8)。

4.6 和諧社區(qū)創(chuàng)建

道路的修建、設(shè)備的搬運以及復(fù)墾復(fù)綠等工作都得到了當(dāng)?shù)鼐用竦闹С?，在降噪、防止大氣污染、土地?fù)墾以及林地復(fù)綠等方面，都是得到當(dāng)?shù)鼐用竦目隙ê驼J(rèn)可。工作人員吃住都在就近的農(nóng)家，工作人員嚴(yán)格恪守職業(yè)素養(yǎng)，和當(dāng)?shù)鼐用窠Y(jié)下了深厚的魚水之情，構(gòu)建了和諧社區(qū)。

圖7 鉆孔ZK3504林地復(fù)墾實圖Fig.7 Real reclamation of ZK3504 forest land

圖8 鉆孔ZK3305道路林地復(fù)墾實圖Fig.8 Real reclamation of ZK3305 road forest land

5 結(jié)論

(1)高地錳礦勘探采用了一基多孔技術(shù)，減少了對環(huán)境的破壞，降低了對生態(tài)環(huán)境的擾動。同時，整個過程減少了設(shè)備搬運，節(jié)約了勘查經(jīng)費，勘查經(jīng)濟合理。

(2)對開挖的地塊，因地制宜、高效、有序的開展復(fù)綠復(fù)墾工作，實現(xiàn)了對生態(tài)環(huán)境的保護，環(huán)境恢復(fù)治理的落實，恢復(fù)治理效果好，當(dāng)?shù)卮迕駶M意。

(3)實施高地錳礦綠色勘探，地質(zhì)勘查全過程環(huán)境影響最小化控制，最大限度地減少了勘查工作對生態(tài)環(huán)境的擾動和影響，實現(xiàn)地質(zhì)勘查與環(huán)境保護、地方經(jīng)濟同步發(fā)展，生態(tài)環(huán)境保護和資源勘查雙贏。