淺談便攜式全液壓鉆機在洛南景村-三要一帶螢石礦巖心鉆探中的應(yīng)用

董高林

（甘肅省核地質(zhì)二一九大隊，甘肅 天水 741025）

由于技術(shù)的進步、市場驅(qū)動等各方面的原因，鉆機制造企業(yè)結(jié)合用戶需求和客觀的需要，通過創(chuàng)新和研發(fā)生產(chǎn)出新的鉆機[1]。我國巖心鉆探在發(fā)展過程中，鉆機技術(shù)也逐步得到升級和發(fā)展，當前市場上鉆機的種類非常多，每種鉆機在功能及性能上各有優(yōu)勢。傳統(tǒng)機械鉆機尤其是巖心鉆機鉆探的角度范圍十分有限，無論是搬運、拆裝，還是升降，傳統(tǒng)機械鉆機都不能實現(xiàn)靈活輕便使用，工作效率不高，并且逐漸達不到林業(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是必然的發(fā)展趨勢。

1 便攜式鉆機

1.1 便攜式全液壓鉆機研發(fā)的背景及意義

建國以來，礦產(chǎn)資源大規(guī)模的開發(fā)利用為我國的現(xiàn)代化建設(shè)和國防建設(shè)做出了巨大的貢獻，帶動了相關(guān)行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展。但是，隨著礦產(chǎn)資源的枯竭、特別是改革開放后近40年的掠奪式開采，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)達的西方國家，勞動力資源短缺，用直升機吊運鉆機成為可能，于是靈活、快捷、高效的模塊化全液壓便攜式鉆機應(yīng)運而生。

1.2 便攜式全液壓鉆機

便攜式全液壓鉆機，顧名思義就是便于拆解、安裝、移動和搬運的完全由液壓傳動的金剛石繩索取芯的輕型巖心鉆探設(shè)備。便攜式鉆機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

1.3 便攜式全液壓鉆機最適宜施工的區(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的地帶。

4）對環(huán)保和效率要求高的項目。

5）其他普通大型鉆機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)，以科學管理和先進技術(shù)為手段，通過運用先進的勘查手段、方法、設(shè)備和工藝，實施勘查全過程環(huán)境影響最小化控制，最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的擾動，并對受擾動生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)的勘查方式[2]。

1）牢固樹立綠色發(fā)展理念，將綠色發(fā)展理念貫穿于勘查活動的全過程，將保護生態(tài)環(huán)境作為勘查活動中應(yīng)盡的義務(wù)和責任。

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對生態(tài)環(huán)境的擾動、污染、破壞。

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

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)措施方案進行分解和落實。

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)境保護等各項管理工作。

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

7）鉆井施工場地一般按照現(xiàn)場施工設(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)場地形條件進行分區(qū)布置，以滿足減小環(huán)境影響和文明施工為原則，嚴格控制場地平整使用土地面積。

8）勘查工作中，定期或不定期地對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行檢查評價，對出現(xiàn)的動態(tài)問題及安全隱患，及時采取有效的技術(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、廢棄物及垃圾場、工地廁所等附屬設(shè)施場地，在最大限度減少環(huán)境擾動前提下，依地形分區(qū)平整場地。

11）勘查工程項目部及生活駐地，就近租用當?shù)鼐用穹课荨?/p>

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

13）確保施工場地平整、穩(wěn)固，無地質(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，不砍伐樹木、撲殺野生動物及采伐保護性植物。

15）加強火源管理，在林區(qū)及草地嚴禁使用明火，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、圖表及標識標牌齊全、規(guī)范、醒目；安全防護用品齊備、質(zhì)量可靠，發(fā)放及時，管理到位，全體員工工傷保險齊全，賠付額度高。

17）項目勘查結(jié)束或階段工作結(jié)束，根據(jù)法律法規(guī)、強制性標準和恢復(fù)治理設(shè)計要求，結(jié)合地方社會經(jīng)濟發(fā)展需求，及時開展環(huán)境恢復(fù)治理，消除勘查活動對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響。

3 便攜式全液壓鉆機在景村——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，山勢陡峻，侵蝕切割強烈，發(fā)育有較多的沖溝谷，地勢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 便攜式全液壓鉆機的應(yīng)用

自從于2012年9月購進加拿大Hydracore HC-600型鉆機后，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的應(yīng)用。

表1為便攜式鉆機的主要性能特點。

該型鉆機通過在該地區(qū)的施工，不但滿足了施工設(shè)計要求，達到了預(yù)期效果；而且使該鉆機的適用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域得到了大范圍的擴展，除上揚孔以外，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，取得了不錯的成效，如圖3所示。

圖3 便攜式鉆機在施工中應(yīng)用

表1 便攜式鉆機主要性能特點

4 便攜式鉆機在該礦區(qū)取得的成績

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)?？孜幌鄬Ω卟?30m，地形復(fù)雜、為中高山區(qū)，巖性以花崗巖為主。共設(shè)計鉆孔15個，共計工作量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，只有一個水平孔。合同工期5個月。自合同簽訂后，組建了強有力的9人項目部，精心組織，科學施工，從進場算起，共計108d完成了2500.52m工作量。該項目被甲方評定為優(yōu)質(zhì)工程。其中，搬移孔位占37d，安全培訓7d，待批孔位等誤工計15d。正真有效鉆進時間為49d。鉆孔間鉆機搬移難度大，距離遠且頻繁，平均每天鉆進48.01m。在傾角45～90度、巖石硬度為10級左右的花崗巖性中把該鉆機的：靈活、高效、經(jīng)濟、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，取得了不錯的成績，是本次鉆探的最大亮點。

當然，便攜式鉆機也不是萬能的，它有它的缺點。那就是用水量較大；在特別破碎的地層或厚度超過十幾米的軟弱層，無法使用傳統(tǒng)泥漿，只能使用低固相泥漿或高性能泥漿鉆進；處理孔內(nèi)事故方法相對單一。今后，相信隨著升級、改進、材料、科技、新技術(shù)的應(yīng)用，以上缺點都會有非常成熟的工藝和辦法解決，便攜式鉆機價格也會大幅跳水。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，實現(xiàn)全地域施工，將會推動整個行業(yè)有一個質(zhì)的飛躍。

5 結(jié)束語

綜上所述，在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的信息化時代，通過各行各業(yè)的努力、拼搏、開拓、創(chuàng)新，高科技產(chǎn)品將如雨后春筍般生根、發(fā)芽、便攜式全液壓鉆機在應(yīng)用過程中也必將得到進一步推廣，它所具備的優(yōu)勢完全解決了傳統(tǒng)鉆機的缺陷，本次便攜式鉆機的使用，取得了較佳的成果，是探礦的最大亮點。無論是在移運、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，都完全達到了設(shè)計要求和目的，隨著便攜式鉆機的廣泛應(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。