《中國地質調查成果快訊》近日公布了小角度鉆技術工藝推動綠色勘查發展取得的主要成果。
黑龍江省地質科學研究所歷時多年科研攻關,研發了鋼索取心鉆機并成功應用于小角度鉆探替代槽探工程。2018年以來,黑龍江省在全省地質勘查項目中全面推廣小角度鉆探代替槽探綠色勘查新技術工藝,提升了該省地質勘查工作綠色勘查工藝覆蓋面,有效降低了地質勘查活動對工作區生態環境的擾動。
通過勘查理論創新,項目組提出地表小角度鉆探替代槽探方案,明確了小角度鉆探替代槽探的可行性和有效性。小角度鉆探穿過淺覆蓋層進入基巖施工,實現連續采取巖心,巖礦心采取率保持在95%以上,實現了近地表連續采集地質信息資料,并能清楚地觀察巖石的礦化蝕變現象。小角度鉆探在鉆孔巖性分層地質界線的劃分上具有與固體礦產勘查小口徑金剛石鉆探工藝相同的優勢,通過精確測量回次進尺、巖礦心采取率和終孔孔深,可以清晰、準確地劃分巖性界線及位置,精確地厘定分層厚度。小角度鉆探巖性直徑大于45毫米,采取的礦心直徑與目前通用的固體礦產勘查口徑金剛石鉆探工藝一致,保證了礦產勘查樣品取樣的代表性和可靠性。小角度鉆探在相對地表的下部基巖位置取樣,可以更好地規避地表風化基巖層對觀測礦化蝕變現象的影響,增加了發現礦(化)體的幾率和可信度。
通過工藝技術創新,項目組創造性地提出了利用鋼絞線代替繩索進行小角度巖心內管提取和推送,大大提高了鉆機小角度內管提取和投送的效率,這也是小角度鉆進的關鍵核心技術。相較傳統雙管雙動、單管單動取心工藝,鋼索取心工藝的取心效率提高了30倍以上。相較水壓式繩索取心工藝,鋼索取心能極大提高巖心內管提取和推送成功率,節約地表水資源。
通過設備創新,項目組按照模塊化、有利于小型設備或人力搬運的綠色勘查要求,設計全液壓鋼索取心鉆機,為在生態功能敏感區全面推廣應用提供了設備保障。項目組研發了地表鉆機穩定底座裝置,實現了在一個地盤上鉆機底座能夠全方位多孔鉆進,既可減少占地面積,減少搬遷次數,提高效率,降低成本,又可滿足多方位探礦施工的地質工作需要。
在理論創新、工藝創新和設備創新的基礎上,截至2022年6月,黑龍江省累計完成小角度鉆探工作4萬余米,節省占林占地面積60余萬平方米;獲得國家發明專利1項,實用新型專利2項,5個國家(美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、智利)的PCT專利授權。
該技術特別適用于生態脆弱區開展地質調查、礦產勘查、地質剖面測量、淺層地質體揭露控制、近直立礦體的產狀控制、物化探異常查證等工作,應用前景十分廣泛。
