浅谈便携式全液压钻机在洛南景村-三要一带萤石矿岩心钻探中的应用

董高林

（甘肃省核地质二一九大队，甘肃 天水 741025）

由于技术的进步、市场驱动等各方面的原因，钻机制造企业结合用户需求和客观的需要，通过创新和研发生产出新的钻机[1]。我国岩心钻探在发展过程中，钻机技术也逐步得到升级和发展，当前市场上钻机的种类非常多，每种钻机在功能及性能上各有优势。传统机械钻机尤其是岩心钻机钻探的角度范围十分有限，无论是搬运、拆装，还是升降，传统机械钻机都不能实现灵活轻便使用，工作效率不高，并且逐渐达不到林业、草原、安检、环保等行业政策和绿色勘查的要求。为提升行业生产效率，满足绿色勘查需要，新兴的便携式全液压钻机是必然的发展趋势。

1 便携式钻机

1.1 便携式全液压钻机研发的背景及意义

建国以来，矿产资源大规模的开发利用为我国的现代化建设和国防建设做出了巨大的贡献，带动了相关行业和技术的发展。但是，随着矿产资源的枯竭、特别是改革开放后近40年的掠夺式开采，矿产资源难以为继。地质人只有往人迹罕至的高山、峡谷、雪山、草地、原始森林等地转移寻找，尤其是十八大以后，党中央又实施了生态文明建设，这就不得不研发新式绿色环保的便携式探矿设备，再加上科技发达的西方国家，劳动力资源短缺，用直升机吊运钻机成为可能，于是灵活、快捷、高效的模块化全液压便携式钻机应运而生。

1.2 便携式全液压钻机

便携式全液压钻机，顾名思义就是便于拆解、安装、移动和搬运的完全由液压传动的金刚石绳索取芯的轻型岩心钻探设备。便携式钻机完全能满足绿色勘查和高效、安全、质量、健康的三体系要求，如图1所示。

图1 便携式全液压钻机

1.3 便携式全液压钻机最适宜施工的区域

1）高山作业。

2）道路不通的区域。

3）只能靠人力和畜力搬运的地带。

4）对环保和效率要求高的项目。

5）其他普通大型钻机难以胜任的岩心钻探工程。

2 绿色勘查

以绿色发展理念为引领，以科学管理和先进技术为手段，通过运用先进的勘查手段、方法、设备和工艺，实施勘查全过程环境影响最小化控制，最大限度地减少对生态环境的扰动，并对受扰动生态环境进行修复的勘查方式[2]。

1）牢固树立绿色发展理念，将绿色发展理念贯穿于勘查活动的全过程，将保护生态环境作为勘查活动中应尽的义务和责任。

2）依靠科技和管理创新，采用新手段、新方法、新工艺、新设备，最大限度地避免或减轻勘查活动对生态环境的扰动、污染、破坏。

3）和谐共赢，尊重自然，因地制宜开展工作；统筹兼顾勘查效益、生态环境效益、勘查活动所在地社会效益。

4）将绿色勘查工作的组织管理、预防控制和恢复治理的技术措施方案进行分解和落实。

5）采取有效的技术及管理措施，做好安全文明施工、生态环境保护等各项管理工作。

6）采用先进的技术、方法、工艺、设备和新材料，积极开展勘查科技与管理创新。

7）钻井施工场地一般按照现场施工设备、附属设施安装、施工操作、材料物资存放、临建房屋等施工需要，依据现场地形条件进行分区布置，以满足减小环境影响和文明施工为原则，严格控制场地平整使用土地面积。

8）勘查工作中，定期或不定期地对绿色勘查工作以及生产安全事故隐患的排查治理工作进行检查评价，对出现的动态问题及安全隐患，及时采取有效的技术措施及管理方法预防、控制及处理，消除安全隐患，预防事故发生。

9）钻探设备安装及其施工操作场地，优先采用模块化的便携式探矿设备。

10）备用管材物资、材料库、废弃物及垃圾场、工地厕所等附属设施场地，在最大限度减少环境扰动前提下，依地形分区平整场地。

11）勘查工程项目部及生活驻地，就近租用当地居民房屋。

12）施工场地以方便、适用、安全文明、环保为原则，因地制宜，合理布局，减少对土地、植被、景观的扰动和破坏。

13）确保施工场地平整、稳固，无地质灾害及其他安全隐患。

14）施工中不随意踩踏植被及农作物，不砍伐树木、扑杀野生动物及采伐保护性植物。

15）加强火源管理，在林区及草地严禁使用明火，不乱丢火种，管理好火源，预防发生森林草地火灾事故。

16）施工现场安全文明及环保设施齐备可靠，相关管理制度、图表及标识标牌齐全、规范、醒目；安全防护用品齐备、质量可靠，发放及时，管理到位，全体员工工伤保险齐全，赔付额度高。

17）项目勘查结束或阶段工作结束，根据法律法规、强制性标准和恢复治理设计要求，结合地方社会经济发展需求，及时开展环境恢复治理，消除勘查活动对生态环境造成的负面影响。

3 便携式全液压钻机在景村——三要一带莹石矿矿区岩心钻探中的应用

3.1 景村——三要一带莹石矿区简介

图2 景村——三要一带莹石矿区

工作区位于陕西省商洛市洛南县景村镇至三要镇一带。行政区划隶属于陕西省商洛市洛南县景村镇、三要镇、古城镇、高耀镇管辖。本次钻探施工主要集中在5片区约30km2范围内。工作区地处秦岭山脉中东部北秦岭的蟒岭北部，为中高山地形地貌，山势陡峻，侵蚀切割强烈，发育有较多的冲沟谷，地势总体呈由东西向的山脉分布。一般海拔高度900～1600m，区中最高山峰为西沙坪沟脑蟒岭山1664m高地；相对高差在300～600m之间，地形复杂、为中高山区，岩性以花岗岩为主，如图2所示。

3.2 便携式全液压钻机的应用

自从于2012年9月购进加拿大Hydracore HC-600型钻机后，在山地林区地质勘查和探矿工程中的搬家、移位和绿色勘查难题便迎刃而解。现结合景村——三要一带莹石矿矿区的钻探施工一一论述该钻机的应用。

表1为便携式钻机的主要性能特点。

该型钻机通过在该地区的施工，不但满足了施工设计要求，达到了预期效果；而且使该钻机的适用范围和应用领域得到了大范围的扩展，除上扬孔以外，满足了水平孔及下斜孔、坑内钻等岩心钻探的所有领域，取得了不错的成效，如图3所示。

图3 便携式钻机在施工中应用

表1 便携式钻机主要性能特点

4 便携式钻机在该矿区取得的成绩

本次钻探施工主要集中在景村镇、三要镇、古城镇、高耀镇4镇5片区约30km2范围内。孔位相对高差230m，地形复杂、为中高山区，岩性以花岗岩为主。共设计钻孔15个，共计工作量2338m，合同额为xxxxxxx元人民币。最大钻深218m，最小钻深100m，大部分倾角为45～90度，只有一个水平孔。合同工期5个月。自合同签订后，组建了强有力的9人项目部，精心组织，科学施工，从进场算起，共计108d完成了2500.52m工作量。该项目被甲方评定为优质工程。其中，搬移孔位占37d，安全培训7d，待批孔位等误工计15d。正真有效钻进时间为49d。钻孔间钻机搬移难度大，距离远且频繁，平均每天钻进48.01m。在倾角45～90度、岩石硬度为10级左右的花岗岩性中把该钻机的：灵活、高效、经济、环保、安全等性能发挥的淋漓尽致，得到了甲方的一致好评，取得了不错的成绩，是本次钻探的最大亮点。

当然，便携式钻机也不是万能的，它有它的缺点。那就是用水量较大；在特别破碎的地层或厚度超过十几米的软弱层，无法使用传统泥浆，只能使用低固相泥浆或高性能泥浆钻进；处理孔内事故方法相对单一。今后，相信随着升级、改进、材料、科技、新技术的应用，以上缺点都会有非常成熟的工艺和办法解决，便携式钻机价格也会大幅跳水。如能加装履带、循环用水技术完全成熟、满足沙漠戈壁钻探条件，实现全地域施工，将会推动整个行业有一个质的飞跃。

5 结束语

综上所述，在“大众创业，万众创新”的信息化时代，通过各行各业的努力、拼搏、开拓、创新，高科技产品将如雨后春笋般生根、发芽、便携式全液压钻机在应用过程中也必将得到进一步推广，它所具备的优势完全解决了传统钻机的缺陷，本次便携式钻机的使用，取得了较佳的成果，是探矿的最大亮点。无论是在移运、拆装、环保、安全、钻孔角度、效率等方面，还是生态文明建设的需求方面，都完全达到了设计要求和目的，随着便携式钻机的广泛应用，更将大幅提升地质行业的生产效率，完全实现绿色勘查的要求，在生态文明建设中做出地质人应有的贡献。