绿色勘查钻探技术在青海省铜金山矿区的应用①

2020-01-17刘海声穆元红庞怀玮高元宏刘鹏

化工矿产地质 2020年4期

刘海声穆元红庞怀玮高元宏刘鹏

青海省第二地质勘查院青海省岩心钻探工程技术研究中心，青海西宁 810028

青海省是中国资源大省，矿产资源储量丰富，种类繁多，目前中国已发现的123 种矿产资源中储量位于全国前5 位的有34 种，前10 位的有55种[1]。矿产资源的开发对青海省经济社会发展、国家矿产资源保障具有重大意义[2-3]。同时，青海省地处世界第三极“青藏高原”，有“三江之源”、“中华水塔”之称，是中国最重要的水源地之一[4]。由于青海省海拔高、降雨少、日照时间长、地貌类型复杂、自然灾害频发，生态系统结构简单，稳定性差，一经破坏恢复难度大[5]。

矿产经济对青海省经济的支撑作用在短时间内难以替代，传统的勘查方法会对矿区的生态环境造成严重破坏，因此，研究探索绿色勘查钻探技术在降低对生态环境的破坏方面具有重要意义[6]。通过对比分析传统的勘查方法和绿色勘查方法，绿色勘查方法代替传统的勘查方法是可行的，而且生态价值巨大[7-8]。

青海省有代表性的景观区类型分别为：草甸区、植被稀疏分布区、荒漠区、基岩裸露区[9]。本文以荒漠区代表铜金山矿区为例，介绍绿色勘查技术在地质岩心钻探施工中的应用，为地质岩心钻探从业者实施绿色勘查提供参考。

1 矿区概况

铜金山矿区位于青海省东昆仑山中段，行政区划隶属青海省格尔木市郭勒木德镇管辖，距格尔木市130km，南距109 国道7km，青藏公路从其东南侧通过，交通较为便利[10]。铜金山矿区地处中纬度高海拔山区，属典型高原大陆性气候，海拔介于3900～4500m 之间，低温干燥、冰冻期长、昼夜温差大。气候类型属干旱-半干旱类型，干旱少雨，最高气温达25℃，冬季漫长，风沙大，降雪少，气温低，最低气温达零下30℃左右，年平均气温在0℃以下。矿区动物多见黄羊、岩羊，也偶见藏羚羊、野牦牛、岩羊、黄羊、旱獭、野兔及黑熊等。矿区被沙漠覆盖，仅生长有零星的骆驼刺等耐高寒、耐干旱的植物。

2 绿色勘查钻探

在钻探施工中对生态环境影响较大的活动有道路、生活区、工作区修筑、水资源保护、固体废弃物的管理5 个方面[11]，下面分别介绍在荒漠区施工的基本原则以及在铜金山矿区的施工过程。

2.1 道路修筑

道路、场地的修筑，应满足相关国家强制性标准、安全文明施工的要求；在满足人力、畜力搬运的情况下尽量减少道路的修筑；道路的修筑在充分利用已有道路的基础上，尽可能减少对土地及植被的占有和破坏；在满足安全的前提下选择一条运输距离最短的道路；选择一条固定的运输道路，严禁在运输过程中不按规定路线随意行驶，碾压破坏地表；道路修筑过程中遇到骆驼刺等荒漠植被，应注意保护避让；施工结束后用施工过程中开挖的碎石进行回填和地貌恢复。

根据孔深和矿区地理特征，“以钻代槽”和部分浅孔施工选择先锋F600 便携式钻机，可以符合绿色勘查技术要求。便携式钻机采用模块化设计，在保证施工质量的前提下最大程度的减轻机器重量[12]。可以在4×4m 的场地上完成设备安装，对地表破坏小；此次施工采用人力搬迁，最大模块为170Kg，便于人力运输，运输时受交通条件限制小。

2.2 生活区营地建设

生活区、办公区宜优先租用当地民房和公共建筑；就近没有民房和公共建筑时，宜在没有植被或植被相对稀疏、避开泥石流等安全隐患的地方采用搭建帐篷或使用活动板房，不宜修建永久性建筑。

本次营地建设为避免对地表的大规模开挖破坏，将营地选在修建青藏铁路时他人用过的场地，生活区住所一律采用搭建的帐篷，不修建永久性建筑，没有对地表进行开挖。

2.3 工作区修筑

严格控制作业区面积，严禁超挖；做好油料的防渗漏工作；做好荒漠植物骆驼刺等的保护工作。在工作区修筑前，将原始地貌进行详细记录并保留影像资料，因地制宜，设计现场布置，将工程活动对生态环境的扰动控制到最小。在修筑过程中将草皮和其它植被先进行揭层，在附近养护，再对场地进行开挖平整，待施工结束后将草皮和其他植被进行复植。在钻机安装前，在地面铺设隔离层，防止油污对地表土壤造成污染。

2.4 水资源保护

无论是生产用水还是生活用水，都要节约用水；钻井液配浆材料应选择环境友好型、易降解的材料；钻井液应重复利用，严禁乱排乱放，施工结束后产生的尾浆经固化后交由固废处理中心集中处理。

本次钻井液配浆材料选用环保型材料，钻井液性能除了可以满足基本的防塌、护壁、润滑、携带岩屑要求外，还可以自然降解。将施工现场采集的钻井液、附近水域采集的水等6 组水样和施工结束后在现场采集的6 组固体样品交由国土资源部西宁矿产资源监督检测中心进行检验，结果表明施工活动没有对现场造成污染。在施工现场设置两个大桶，用以回收施工过程中产生的废机油、润滑油等废油以及施工结束后的尾浆，回收后交由就近的固废处理中心，避免乱排乱放对环境造成污染。