綠色勘查中減少探礦工程對環(huán)境影響的技術(shù)方法

鐘 強

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊，山東 滕州 277500）

綠色礦產(chǎn)資源勘探技術(shù)是環(huán)境保護意識、綠色發(fā)展理念、科學(xué)發(fā)展及環(huán)保文化等各種有利因素相結(jié)合的先進技術(shù)體系，已經(jīng)在其它國家普遍應(yīng)用，是我國地質(zhì)工作者有效貫徹十三五遠景發(fā)展目標的有力措施。如今，我國礦產(chǎn)儲量勘測的任務(wù)比較重，實際勘測工作的開展需要和環(huán)境保護形成矛盾，其中包括：勘測探槽、人員走動、鉆探所需機械、巷道建設(shè)等，都會對周圍環(huán)境造成一定影響，需要人們對此類問題加以關(guān)注，同時采取有效辦法加以解決，最大程度降低因開展資源勘測而造成的環(huán)境損害。這種綠色礦產(chǎn)資源的探測工作屬于一項大型的系統(tǒng)性勘探工程，必須采用創(chuàng)新型集成應(yīng)用模塊、積極采用各種先進新技術(shù)，并加以綜合應(yīng)用。要針對各地區(qū)特殊的民族文化、宗教文化、民族風(fēng)俗習(xí)性、牧區(qū)游牧情況加以綜合考慮，本論文把協(xié)調(diào)和綠色理念落實到勘測工程的各個環(huán)節(jié)。

1 降低礦產(chǎn)勘探對自然環(huán)境擾動不利因素采取的措施

1.1 采用鉆孔取替槽探的勘探技術(shù)

該技術(shù)可以有效降低槽探作業(yè)產(chǎn)生的負面影響，其技術(shù)理念是選擇淺鉆探測技術(shù)對劃定范圍進行資源勘察[1]，主要分為以下兩種技術(shù)方法：

第一種方法是當(dāng)槽探需要深度較大，施工比較困難時，選擇巖芯式勘測鉆探；

第二種方法是根據(jù)槽探勘探給環(huán)境造成不利影響的程度，相應(yīng)降低槽探的施工任務(wù)，選擇淺鉆勘探。

通常情況下，地層基本是由河床與湖泊、滑坡、強風(fēng)化、工程性施工回填等各類堆積而形成的，采用鉆孔勘探技術(shù)取替槽探指的是選擇回轉(zhuǎn)基礎(chǔ)鉆進技術(shù)，該技術(shù)的缺點在于成孔及取芯不太方便。針對此問題，本論文研發(fā)設(shè)計了空氣式潛孔錘取芯勘探新技術(shù)，再安裝配備功能齊全、輕巧方便的勘測鉆機，其優(yōu)勢特點主要表現(xiàn)在綠色環(huán)保、快速、便于操作、性能穩(wěn)定等方面，能夠給鉆孔勘探技術(shù)提供有力的信息保障[2]。

（1）空氣式潛孔錘取芯勘探新技術(shù)。由于高原地區(qū)的地質(zhì)脆弱區(qū)雨水缺少，而且泥漿也對周圍環(huán)境造成了不同程度的污染，影響取芯鉆機的鉆進速度。該項勘探技術(shù)將潛孔錘技術(shù)和取芯鉆技術(shù)有效地結(jié)合在一起，更好地發(fā)揮各自優(yōu)勢，取長補短，是目前勘探領(lǐng)域中取芯效果好、勘探鉆進效率高、護壁能力強的先進技術(shù)，能夠達到的取芯率超過95%，實現(xiàn)機械3～6m的探測速度，能夠完成復(fù)雜多變的地層取芯和地層探測，常被用于滑坡及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地理環(huán)境勘察和探測[3]。潛孔錘取芯跟管勘探鉆詳情見圖1、取下巖芯如圖2所示。

（2）多功能應(yīng)用型輕式鉆機設(shè)計研發(fā)。本文設(shè)計研發(fā)的多功能型履帶式礦產(chǎn)資源探測鉆機，該鉆機動力頭的傳動轉(zhuǎn)速大，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣鉆探及泥漿取芯鉆探兩種工作方式，主要采用鋼制結(jié)構(gòu)和塑膠材料的履帶，結(jié)合多功能取芯勘探技術(shù)設(shè)計而成，能夠達到用鉆芯術(shù)取代槽探術(shù)的研發(fā)目標。整個設(shè)計選擇模塊組合式結(jié)構(gòu)，方便設(shè)備的移動和運輸。

該鉆機的相關(guān)技術(shù)指標是：探孔深度范圍為35～200m，探孔的直徑范圍為50～220mm，鉆機動力頭的傳動轉(zhuǎn)速范圍為0～790r/min，動力頭傳動的扭矩為0～3350N·m，動力頭可達到的行程是1800mm，可實現(xiàn)的起拔力峰值為50kN，鉆機運行可靠，性能穩(wěn)定。

1.2 選擇輕型的鉆探裝備和機械工具，方便進行移動和運輸

輕便型的鉆探裝備一般包括：便攜型、背包型、多功能輕便型等不同類型，可以按照相應(yīng)的鉆探動力需要及實際地層結(jié)構(gòu)從中擇優(yōu)選擇[4]。本文所采用的多功能探測鉆機就屬于此類設(shè)備。選擇鉆具時遵循輕質(zhì)便捷的原則，比如選擇鋁合金材質(zhì)的探鉆桿，既能有效減少鉆探桿的整體質(zhì)量，還能隨機選用其它質(zhì)量輕而且動力小、移動運輸便利的探測鉆機。因此該類鉆桿非常適合交通不發(fā)達地區(qū)使用，并且具有非常良好的使用效果，可以極大地節(jié)省設(shè)備運輸費用及時間成本。

在執(zhí)行某地區(qū)鈾礦勘探時，我國地質(zhì)勘探技術(shù)團隊首次使用了自主研發(fā)的鋁合金探測鉆桿，該鉆桿具有質(zhì)量輕、載荷小、運輸便利等優(yōu)勢特點。詳見圖3。

1.3 選擇更好的物資運輸辦法，降低道路損害

在執(zhí)行區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源勘探任務(wù)的過程中，勘探隊需要運輸各種勘探機械設(shè)備及配套工具，為有效保護當(dāng)?shù)丨h(huán)境，減少各項機械設(shè)備在運輸和安裝過程中對周邊地表及環(huán)境造成損害，盡力使用直升機、履帶式拖拉機、鋼絲式卷揚機以及雪撬等運輸工具，盡可能降低建路用地及對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成的損害[5]。

2 有效避免勘探施工中“三廢”造成的環(huán)境污染

2.1 選擇環(huán)保型綠色泥漿

以往在勘探隊進行礦產(chǎn)資源情況探測過程中，因為缺少對環(huán)境和生態(tài)進行保護的意識，在選擇泥漿時往往局限于勘探技術(shù)或是探測性能等基本面進行考慮，疏忽了生產(chǎn)泥漿給生態(tài)環(huán)境造成的潛在危害，其具有一定的毒性而對環(huán)境造成一定的污染，以致于勘探作業(yè)遺留的泥漿最終演變成為有害環(huán)境的污染源。勘探生產(chǎn)用泥漿主要是由造漿所需原材料加處理劑合成的，選擇使用優(yōu)質(zhì)處理劑是達到減少甚至避免有害、有毒環(huán)境污染的有效辦法。優(yōu)先選擇環(huán)保型生物有機泥漿，即可以達到防塌、抑制、封堵、潤滑等基本性能要求外，還可以達到利用有機生物進行自然綠色降解的作用，從而達到不對環(huán)境造成損害、有效保護土壤酸堿度、無毒無害化處理的目標。

2.2 對施工過程中產(chǎn)生的廢漿實施無公害化的處理

在鉆探時會因為沖洗工具、設(shè)備運行、鉆井等過程而產(chǎn)生廢漿。產(chǎn)生的廢漿具有產(chǎn)生地點多、范圍大、污染成分復(fù)雜、排放的時間無法控制等特點，它是鉆探過程中主要的污染來源。在廢漿液中含有大量有害的重金屬、硫、油等眾多污染物質(zhì)，它們會嚴重破壞環(huán)境。

針對有害廢漿嚴禁排放到環(huán)境中的相關(guān)要求，必須通過三級無公害的工藝處理，也就是在污水池上噴沉淀劑使有害物質(zhì)沉淀、加入脫色的吸附溶劑進行進一步的處理，隨后再加入凈化劑完成凈化處理工藝。經(jīng)過上述處理后，廢水將會出現(xiàn)分層沉淀，將上面的清水排除，對下面的沉淀物質(zhì)進行填埋。針對有用的漿液，要進行回收使用。

2.3 減輕鉆探過程中的粉塵

在鉆探過程中，為了減少粉塵破壞環(huán)境要從下面幾個方向采取措施：

（1）要從產(chǎn)生粉塵的工作中實施控制，在工作的過程中，要將粉灰設(shè)備進行防漏處理，并增加出口的除塵設(shè)施，防止粉塵傳播到空氣中。

（2）取出的巖芯要加設(shè)防塵裝置，并及時處理巖芯表面的粉塵。

（3）在工作現(xiàn)場允許條件下，可進行灑水施工，避免場地出現(xiàn)揚塵。

3 鉆探施工后對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與治理

3.1 預(yù)留草皮

在施工地帶要實施鉆探與開挖探槽的施工以前，要先將原來的草皮移植于其它場所進行養(yǎng)護，當(dāng)勘探施工完畢以后，再把原來草皮遷移到原來位置，重新使其生長。

3.2 人工進行種植

在高原上進行施工后對植被進行恢復(fù)，這一技術(shù)是匯集了多種學(xué)科一項綜合性的技術(shù)。在高原上進行植被種植是綠色勘探的主要途徑，它直接關(guān)系著能否恢復(fù)綠色生態(tài)的重點。在施工過程中若出現(xiàn)對地表植被破壞的范圍太大、水土流失情況，可以進行施工墻加上人工種草的方法保護環(huán)境，高原地帶因為海拔高種植草很難存活，因此可進行覆蓋薄膜進行保溫，最終使得施工地帶恢復(fù)原有的綠色環(huán)境，達到既滿足了資源的勘探需要又符合對環(huán)境的保護要求。

4 結(jié)論

本文通過對綠色探礦技術(shù)進行研究，從而掌握了綠色資源鉆探的經(jīng)驗技術(shù)，為我國在資源勘探領(lǐng)域進行綠色施工提供了借鑒，在同行業(yè)中已經(jīng)得到一定范圍的推廣。目前綠色的勘探技術(shù)還僅僅處于初級階段，它只能解決部分的環(huán)保問題，還存在很多不成熟的地方，在技術(shù)層面上還需要研究出新的鉆探技術(shù)，在思想上還要加強環(huán)境保護意識，在政策上還需要政府部門給予大力扶持，形成合力共同推進綠色工作的持續(xù)進行。