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用

董高林

（甘肅省核地質二一九大隊，甘肅 天水 741025）

由于技術的進步、市場驅動等各方面的原因，鉆機制造企業結合用戶需求和客觀的需要，通過創新和研發生產出新的鉆機[1]。我國巖心鉆探在發展過程中，鉆機技術也逐步得到升級和發展，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勢。傳統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，傳統機械鉆機都不能實現靈活輕便使用，工作效率不高，并且逐漸達不到林業、草原、安檢、環保等行業政策和綠色勘查的要求。為提升行業生產效率，滿足綠色勘查需要，新興的便攜式全液壓鉆機是必然的發展趨勢。

1 便攜式鉆機

1.1 便攜式全液壓鉆機研發的背景及意義

建國以來，礦產資源大規模的開發利用為我國的現代化建設和國防建設做出了巨大的貢獻，帶動了相關行業和技術的發展。但是，隨著礦產資源的枯竭、特別是改革開放后近40年的掠奪式開采，礦產資源難以為繼。地質人只有往人跡罕至的高山、峽谷、雪山、草地、原始森林等地轉移尋找，尤其是十八大以后，黨中央又實施了生態文明建設，這就不得不研發新式綠色環保的便攜式探礦設備，再加上科技發達的西方國家，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備。便攜式鉆機完全能滿足綠色勘查和高效、安全、質量、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域

1）高山作業。

2）道路不通的區域。

3）只能靠人力和畜力搬運的地帶。

4）對環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

以綠色發展理念為引領，以科學管理和先進技術為手段，通過運用先進的勘查手段、方法、設備和工藝，實施勘查全過程環境影響最小化控制，最大限度地減少對生態環境的擾動，并對受擾動生態環境進行修復的勘查方式[2]。

1）牢固樹立綠色發展理念，將綠色發展理念貫穿于勘查活動的全過程，將保護生態環境作為勘查活動中應盡的義務和責任。

2）依靠科技和管理創新，采用新手段、新方法、新工藝、新設備，最大限度地避免或減輕勘查活動對生態環境的擾動、污染、破壞。

3）和諧共贏，尊重自然，因地制宜開展工作；統籌兼顧勘查效益、生態環境效益、勘查活動所在地社會效益。

4）將綠色勘查工作的組織管理、預防控制和恢復治理的技術措施方案進行分解和落實。

5）采取有效的技術及管理措施，做好安全文明施工、生態環境保護等各項管理工作。

6）采用先進的技術、方法、工藝、設備和新材料，積極開展勘查科技與管理創新。

7）鉆井施工場地一般按照現場施工設備、附屬設施安裝、施工操作、材料物資存放、臨建房屋等施工需要，依據現場地形條件進行分區布置，以滿足減小環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安全事故隱患的排查治理工作進行檢查評價，對出現的動態問題及安全隱患，及時采取有效的技術措施及管理方法預防、控制及處理，消除安全隱患，預防事故發生。

9）鉆探設備安裝及其施工操作場地，優先采用模塊化的便攜式探礦設備。

10）備用管材物資、材料庫、廢棄物及垃圾場、工地廁所等附屬設施場地，在最大限度減少環境擾動前提下，依地形分區平整場地。

11）勘查工程項目部及生活駐地，就近租用當地居民房屋。

12）施工場地以方便、適用、安全文明、環保為原則，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、穩固，無地質災害及其他安全隱患。

14）施工中不隨意踩踏植被及農作物，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，在林區及草地嚴禁使用明火，不亂丟火種，管理好火源，預防發生森林草地火災事故。

16）施工現場安全文明及環保設施齊備可靠，相關管理制度、圖表及標識標牌齊全、規范、醒目；安全防護用品齊備、質量可靠，發放及時，管理到位，全體員工工傷保險齊全，賠付額度高。

17）項目勘查結束或階段工作結束，根據法律法規、強制性標準和恢復治理設計要求，結合地方社會經濟發展需求，及時開展環境恢復治理，消除勘查活動對生態環境造成的負面影響。

3 便攜式全液壓鉆機在景村——三要一帶瑩石礦礦區巖心鉆探中的應用

3.1 景村——三要一帶瑩石礦區簡介

圖2 景村——三要一帶瑩石礦區

工作區位于陜西省商洛市洛南縣景村鎮至三要鎮一帶。行政區劃隸屬于陜西省商洛市洛南縣景村鎮、三要鎮、古城鎮、高耀鎮管轄。本次鉆探施工主要集中在5片區約30km2范圍內。工作區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，地形復雜、為中高山區，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，在山地林區地質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。現結合景村——三要一帶瑩石礦礦區的鉆探施工一一論述該鉆機的應用。

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的施工，不但滿足了施工設計要求，達到了預期效果；而且使該鉆機的適用范圍和應用領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、坑內鉆等巖心鉆探的所有領域，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用

表1 便攜式鉆機主要性能特點

4 便攜式鉆機在該礦區取得的成績

本次鉆探施工主要集中在景村鎮、三要鎮、古城鎮、高耀鎮4鎮5片區約30km2范圍內。孔位相對高差230m，地形復雜、為中高山區，巖性以花崗巖為主。共設計鉆孔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質工程。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、經濟、環保、安全等性能發揮的淋漓盡致，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，無法使用傳統泥漿，只能使用低固相泥漿或高性能泥漿鉆進；處理孔內事故方法相對單一。今后，相信隨著升級、改進、材料、科技、新技術的應用，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、循環用水技術完全成熟、滿足沙漠戈壁鉆探條件，實現全地域施工，將會推動整個行業有一個質的飛躍。

5 結束語

綜上所述，在“大眾創業，萬眾創新”的信息化時代，通過各行各業的努力、拼搏、開拓、創新，高科技產品將如雨后春筍般生根、發芽、便攜式全液壓鉆機在應用過程中也必將得到進一步推廣，它所具備的優勢完全解決了傳統鉆機的缺陷，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、環保、安全、鉆孔角度、效率等方面，還是生態文明建設的需求方面，都完全達到了設計要求和目的，隨著便攜式鉆機的廣泛應用，更將大幅提升地質行業的生產效率，完全實現綠色勘查的要求，在生態文明建設中做出地質人應有的貢獻。