綠色地質(zhì)勘查綜合技術(shù)應(yīng)用分析探索

范曉梅+田萬生+潘建磊

摘 要：隨著環(huán)境保護制度的深入貫徹，綠色地質(zhì)勘查代替?zhèn)鹘y(tǒng)地質(zhì)勘查工程，為了滿足綠色地質(zhì)勘查的要求，必須要創(chuàng)新勘查技術(shù)的應(yīng)用，在了解勘查工程對環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，綜合多種先進的勘探技術(shù)手段，既滿足環(huán)境保護的要求，也實現(xiàn)找礦的目的。文章從勘查工程對環(huán)境的影響出發(fā)，結(jié)合地質(zhì)勘查的特點，對綠色地質(zhì)勘查中綜合技術(shù)的應(yīng)用做重點分析探索，主要技術(shù)手段包括淺層取樣鉆探、便攜鉆探設(shè)備淺孔鉆探、重型鉆探設(shè)備深部鉆探等，另外還有通過三維地質(zhì)建模的方式來進行綠色地質(zhì)勘查。

關(guān)鍵詞：綠色地質(zhì)勘查；綜合技術(shù)應(yīng)用；生態(tài)環(huán)境

中圖分類號：P624 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0151-02

1 地質(zhì)勘查工程對生態(tài)環(huán)境的影響

在進行綠色地質(zhì)勘查之前，首先應(yīng)該了解地質(zhì)勘查工程對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響。一般來說，地質(zhì)勘查活動是地質(zhì)勘查工程中對環(huán)境造成影響的主要因素，尤其是鉆探和槽探對生態(tài)破壞的嚴重程度很高，當(dāng)然還有作業(yè)人員不當(dāng)?shù)男袨橐鸬?。具體的影響形式有：首先是在地層表面的開挖，在對青藏高原土壤、植被的綜合研究中發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的地表開挖不但會對當(dāng)?shù)氐闹脖簧L產(chǎn)生不利的影響，還會引起比較嚴重的水土流失，并且對微循環(huán)水系、凍層涵養(yǎng)水也會形成破壞作用。如果是表層特別脆弱的土壤，對植被生長環(huán)境的影響更大。其次是水土的排放，這其中包括地層表面的泥水排放，地下豐富含水層含水量的大量排放或者地下孔漏，另外也有地質(zhì)勘查工程中有關(guān)生活垃圾的排放引起的對環(huán)境的破壞。這些影響形式一方面造成地下水的同質(zhì)化，另一方面也會引起水土流失，造成環(huán)境污染等。此外，地質(zhì)勘查工作人員如果專業(yè)技術(shù)不過關(guān)，或者在工作中出現(xiàn)疏漏，也會對環(huán)境造成影響，比如在地基開挖時沒有提前對當(dāng)?shù)氐那闆r做詳細的了解，在機械的布置時沒有根據(jù)作業(yè)的要求來進行，甚至有的作業(yè)人員還可能存在對野生動物進行破壞，或者隨意排放垃圾、焚燒當(dāng)?shù)刂脖坏刃袨椤?/p>

2 綠色地質(zhì)勘查工程的實施現(xiàn)狀

在對青藏高原地質(zhì)勘查工作進行調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)仨憫?yīng)環(huán)境保護制度，開始由綠色地質(zhì)勘查來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的地質(zhì)勘查工程。由當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)勘查局發(fā)起綠色地質(zhì)勘查活動，首先對已經(jīng)開挖了的地表進行恢復(fù)治理工作，然后在建立示范基地的基礎(chǔ)上，建立有關(guān)綠色地質(zhì)勘查工作的規(guī)范制度和工作章程，要求所有的地質(zhì)勘查人員要按照綠色地質(zhì)勘查的要求來進行，并對開挖地表采取養(yǎng)護恢復(fù)的措施，進行地表的恢復(fù)工作。但是僅僅對地表開挖進行養(yǎng)護和恢復(fù)治理并不能完全實現(xiàn)綠色地質(zhì)勘查的要求，尤其是無法讓地表植被的生長環(huán)境恢復(fù)如初，當(dāng)?shù)刂脖坏纳L環(huán)境依然惡劣，地下涵養(yǎng)水的含量依舊在減少，微循環(huán)水系也并沒得到完全的恢復(fù)。很顯然，綠色地質(zhì)勘查工程的實施還需要更進一步，之后有的地區(qū)還開展了以鉆代槽的勘查方法，也建立了相關(guān)綠色勘查示范礦區(qū)。以鉆代槽的勘探技術(shù)主要是通過利用淺鋪技術(shù)在擬定槽探工作區(qū)域開展兩方面的工作：一是在槽探（較深）施工受限的情況下，采用巖心鉆探代替槽探；二是基于槽探對生態(tài)環(huán)境的破壞情況，減少槽探工作量，用淺鉆技術(shù)來完成。但經(jīng)過一段時間的觀察證明，該方法僅僅用于將地表開挖進行替代，實際的鉆探效率并不高，并且以鉆代槽日前采用常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進方法，存在取心和成孔困難等問題。

3 綠色地質(zhì)勘查綜合技術(shù)的應(yīng)用探析

從上述有關(guān)地質(zhì)勘查活動對生態(tài)環(huán)境的影響以及當(dāng)前綠色勘查工程的實施現(xiàn)狀來看，采取綜合的勘查技術(shù)有力推進綠色勘查十分有必要。開展綠色勘查工程的地區(qū)一般是含有豐富地下水的非荒漠地區(qū)，尤其是表層土壤較為脆弱的地區(qū)，比如青藏高原一帶。進行綠色勘查的目的一方面是為了減少地當(dāng)?shù)刂脖坏钠茐?，為植被的健康生長提供一個相對良好的生態(tài)環(huán)境，另一方面也是為了減少污水、泥漿等的排放，減少水土流失，防止對環(huán)境的污染。在正式開展綠色勘查工程之前，除了要對環(huán)境影響形式做一定的分析研究，另外還需要對地表形式做一定分類，因為對一般的基巖裸露區(qū)來說，槽探和鉆探對其地表的破壞影響很小，甚至沒什么影響，然后再根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)和資源，比如資金、設(shè)備等再對綠色勘查工程進行詳細設(shè)計，對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用做好系統(tǒng)的思路安排和研究。

3.1 淺層取樣鉆探取代探槽的應(yīng)用

用淺層取樣鉆探替代探槽的方法，主要作用是可以避免地表的開挖，從而減少對地表土壤的破壞。適合進行淺層取樣的地區(qū)主要有以下幾種：首先是生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遭受過破壞的地方，比如因為長期地勘活動和礦區(qū)開發(fā)容易引起水土流失、草場退化的區(qū)域，這些地區(qū)由于地表土壤的特點以及地表活動的影響如果采用探槽的方法將會對土壤造成更大的破壞。其次是植被發(fā)育雖然較快，但是地表層土壤比較脆弱的地區(qū)，比如黃河源地區(qū)。另外，土壤層雖厚，但植被欠發(fā)育，表層有季節(jié)性凍土，或者地表有滲水情況的，植被比較稀疏的地區(qū)也比較適合采用淺層取樣。目前由北京探礦工程研究所所研制的TGQ-30型淺層取樣鉆機可以在高寒地區(qū)進行達15m左右的鉆探取樣，一來可以減少地表的開挖，不用再使用恢復(fù)治理工程，生態(tài)環(huán)境也得到了較好的保護，二來還增加了取樣的深度，可實現(xiàn)找礦的目的。

3.2 輕型鉆探設(shè)備深部取樣取代重型設(shè)備的應(yīng)用

采用輕型的鉆探設(shè)備，包括背包式的，便攜式的，多功能式的，首先也要根據(jù)鉆探的要求和地表層的情況來進行選擇。適合用輕型鉆探設(shè)備取代重型鉆探設(shè)備的地區(qū)主要有以下幾種：首先是地形復(fù)雜崎嶇，需要進行開挖修路的區(qū)域，其次是終孔口徑要大于59mm，巖心直徑要大于40mm的區(qū)域，另外還有鉆孔設(shè)計在500m以內(nèi)的地質(zhì)取心鉆探。舉一個例子，中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所研制的履帶式多功能勘探鉆機，動力頭輸出轉(zhuǎn)速范圍大，具備空氣鉆進和泥漿鉆進2種工作模式，配置鋼制和塑膠履帶，再配合該所所研制的多工藝取心鉆進技術(shù)，可以高效地完成以鉆探槽的任務(wù)，而且還便于搬動。該鉆機的主要參數(shù)為，鉆孔的深度是35～200m，鉆孔的直徑為50～220mm，動力頭輸出鉆速大約為0～790r/min，動力頭行程為1800mm，動力頭最大的起拔力為50kN，該鉆機已經(jīng)開始在多個示范礦區(qū)進行使用。輕型的鉆機采用的是輕質(zhì)鉆具，比如采用鋁合金鉆桿，可以降低鉆桿柱的質(zhì)量，而且如果應(yīng)用能力較小，質(zhì)量較輕的鉆探設(shè)備，的確可以減少搬運工作量，所以特別適用于交通不便的地區(qū)。由中國地質(zhì)科學(xué)院研究所研制的鋁合金鉆桿，鉆具的質(zhì)量較輕，減少了鉆機的負荷，材料運輸較為方便。endprint

3.3 環(huán)保型沖洗液的應(yīng)用

最后介紹的一種應(yīng)用，環(huán)保性沖洗液主要是用于綠色地質(zhì)勘查中對易降解材料的作用。使用環(huán)保性沖洗液可以保護地下水，使得不會因為地表水的滲漏而導(dǎo)致地下水的同質(zhì)化。一般適合使用的區(qū)域是含有多層地下水的地方，在鉆探遇到隔水層時采用環(huán)保性沖洗液可以及時堵漏，避免滲水和地下水的混合。

上述介紹的幾種鉆探技術(shù)，在實際的綠色地質(zhì)勘查工程中還需要綜合考量，結(jié)合地質(zhì)勘查的程度對勘探技術(shù)進行綜合布置?？偟膩碚f，綠色地質(zhì)勘查工程主要應(yīng)用在地區(qū)較為崎嶇的，需要進行大規(guī)模開挖修路的，非荒漠化的地區(qū)。綜合勘探技術(shù)應(yīng)用在綠色地質(zhì)勘查工程中，還具有一定的經(jīng)濟價值。比如減少因為修路帶來的工作量和時間成本，還能提高地質(zhì)找礦的效率，利用定向鉆探可以大大節(jié)約地質(zhì)勘查工程的工作量，并能在槽探工程中取樣更深，效率也更高。此外，還能避免因為修路或者使用易燃爆炸物帶來的安全隱患，減少工程的成本。當(dāng)然，其最大的價值還是對生態(tài)環(huán)境起到相當(dāng)大的保護作用，有利于當(dāng)?shù)刂脖坏纳L。

4 結(jié)束語

綜上所述，在綠色地質(zhì)勘查工程中，為了最大的實現(xiàn)綠色地勘的作用，最佳的方式就是綜合利用多種先進的勘探技術(shù)。不僅可以很好地實現(xiàn)地質(zhì)找礦的作用，對資源的存儲量和礦體進行更為明確的研究，而且還能實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護效益。但是在綜合使用多種勘探技術(shù)的同時，也要注意對地質(zhì)情況進行詳細的分析，對實際的資源進行綜合利用，有關(guān)于地質(zhì)的專業(yè)和相關(guān)研究也要與時俱進。在未來，三維地質(zhì)建模也會被廣泛和綜合技術(shù)進行結(jié)合應(yīng)用，為了最大限度地滿足生態(tài)環(huán)境保護的要求，實現(xiàn)綠色地質(zhì)勘查工程的經(jīng)濟價值，系統(tǒng)的綠色地質(zhì)勘查綜合技術(shù)應(yīng)用研究是發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1]王達，李藝，周紅軍，等.我國地質(zhì)鉆探現(xiàn)狀和發(fā)展前景分析[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2016（04）：1-9.

[2]熊正強，陶士先，李艷寧，等.國內(nèi)外沖洗液技術(shù)研究與應(yīng)用進展[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2016（05）：6-12.

[3]冉靈杰，宋殿蘭，盧猛.GTQ背包式取樣鉆機的研制[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2016（06）：49-50.

[4]高文凱.淺談地質(zhì)勘查技術(shù)的原則與方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（13）：157.endprint