胶西北西岭超大型金矿区绿色勘查技术

胡跃亮，冯 涛，贾 飞，王健策，郑 玄，潘 垚

(山东黄金地质矿产勘查有限公司，山东 莱州 261400)

0 引 言

绿色勘查是地质勘查行业在生态文明建设要求下深入贯彻绿色发展理念，改变传统勘查理念和工作方式，进行自我革新、创新发展的新阶段[1]，是实现转型及可持续发展的必然途径。近年来我国绿色勘查工作已陆续启动，并涌现出一大批先进典型，部分企业和地勘单位通过先行先试，取得了一定的进展，积累了重要经验[2-8]。山东黄金地质矿产勘查有限公司(以下简称“山东黄金地勘公司”)在探矿期间严守生态红线，牢牢秉持“山东黄金，生态矿业”“用心守护绿水青山，用爱造福地球家园”的发展理念，在山东省内率先积极探索和践行绿色勘查之路[9]，先后完成“新城矿区外围及深部”“南吕-欣木矿区”“新立及外围矿区”等多个大型金矿勘探绿色勘查项目，在绿色勘查方面取得了一定的成就，积累了丰富的绿色探矿经验。

胶西北三山岛西岭矿区探获一世界级超大型单体金矿床，矿床规模、资源量、勘查深度均为全国之最，是山东黄金地勘公司最优质的探矿项目。目前西岭矿区的探矿工作已全面进入勘探阶段，矿区大部分的设计钻探工程多为超深孔，平均孔深接近2 000 m。对于众多的超深孔钻探，若按照传统的施工勘查方法，必然会产生大量的油渍、油污、废水冲洗液、泥浆等污染源，并且会对场地造成无以复加的破坏[10]，因此创新施工设计与理念，实施绿色环保勘查是在探矿新形势下的唯一选择[11-12]。西岭整装勘查期间始终贯彻“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念，大力推进绿色勘查实践，探索出了一条与生态环境和谐共赢的健康发展之路，促进传统地质向生态地质转变。本文较系统地阐述了山东黄金地勘公司在西岭探矿期间所采取的创新性绿色勘查措施[13-14]，以期为胶东乃至全国的矿产深地勘查提供绿色技术与经验借鉴。

1 矿区概况

西岭金矿勘查区位于莱州市北部，距城区约25 km，行政区划隶属莱州市三山岛街道办事处，东距206国道约16 km，南距荣乌高速公路(G18)莱州港出入口5 km，矿区西北部与莱州港相邻，交通便利(图1)。西岭金矿勘查区东西长1.5～4.1 km，南北宽0.4～2.3 km，区内海拔标高最小-3 m，最大+7 m，高差值为10 m。矿区地处胶东半岛西部，以滨海平原沉积地貌为主，北部局部地区被海水覆盖；区内属北暖温带季风区大陆性气候，气候温和，四季分明。

图1 西岭矿区地理位置图Fig.1 Geographical location of Xiling Mining Area

西岭金矿区北侧濒临渤海莱州湾，东侧为莱州沿海防护林省级自然保护区，防护林主要用于防风固沙，保护沿海环境，经莱州市自然资源和规划局核查，矿业权范围与该自然保护区范围并无重叠，但西岭金矿区勘探阶段的设计钻孔却大多临近三山岛滨海以及防护林带，因此，在不破坏原生态的前提下开展安全绿色施工对保护沿海环境意义重大。

2 编制绿色勘查规范

西岭重大探矿项目为推进绿色勘查实施，创新性地在管理上进行了规范，设立以公司总经理为组长的绿色勘查督导小组，成立绿色勘查项目部，专项负责绿色勘查的规划、协调与实施，有序推进西岭绿色勘查项目的建设与实施进度。绿色勘查项目部围绕绿色勘查规划要求，制定出台了《西岭项目绿色勘查管理方法》《绿色勘查施工标准》《竣工后绿色环保验收要求》《机台施工现场标准化管理》等规范，为绿色勘查提供制度规范和标准依据，实现精细化、标准化、制度化管理[12-16]。目前由山东黄金地勘公司牵头起草编订的《黄金地质绿色勘查技术规范》(T/CGA 018—2021)已成为业界规范标准。

3 设立绿色勘查专项资金

山东黄金地勘公司为推动西岭绿色勘查项目的实施设立了专项资金科目，使绿色勘查建设专项资金做到专款专用，任何部门和个人不得擅自挪用；定期对西岭绿色勘查项目资金使用情况进行监督检查，保证绿色勘查建设资金及时有效落实，确保项目按时有效实施。同时，建立奖惩制度，对施工机台定期考核，对环保不达标机台勒令停工并予惩处，对绿色勘查效果显著者予以专项奖励，鼓励各机台加大绿色施工力度，促使绿色勘查在各施工机台间推广。

4 绿色探矿技术与实践

4.1 优化勘查设计

勘查设计是绿色勘查的关键环节，生态环境保护理念应在勘查设计中充分展现并贯穿全过程，体现绿色勘查要求[15]。在编制勘查设计前，山东黄金地勘公司组织技术人员对矿区进行了多次实地踏勘，并采用先进的无人机探测技术对矿区原始地形地貌、地质构造、海域延伸、居民鱼塘、防护林植被覆盖情况等进行详细的调查，记录了完备的影像资料，为绿色施工场地的选取打下基础；在施工过程中率先采用“边设计、边施工、边优化”的三边原则，对设计方案进行动态调整，不断优化升级，期间曾考虑到对环境的扰动并结合实际探矿效果取消了四孔施工，直接节省工程量9 440 m，减少了场地占用；同时在勘查设计中，采用“一基多孔”的施工原则[9-11]，部分施工场地二次循环利用，既满足了勘查技术的规范要求，又最大限度地减少土地占用及对生态环境的扰动(图2)。西岭探矿项目在整个勘探设计中充分体现了绿色勘查理念。

图2 “一基多孔”设计与实际工程布设图Fig.2 Porous design and actual project layout of “one foundation and multi holes”

4.2 合理布置、规划施工场地

施工场地尽量选择开阔地，避开饮水源、浅海滩、居民养鱼塘、电缆高压线、防护林植被等，尽量避免对原生态系统的扰动。在进出场地时，车辆(人员)行进尽量选择已有道路，不得随意开辟新道路；在因工作所需而必须修路时，选择保存原地土壤和可移植植被，剥离的表土和可移植植被沿道路呈窄长形堆存，土堆高度不超过1 m，砂石、底土和表土分开存放，待施工结束后按挖掘相反顺序进行依次回填；场地平整时，耕作层、覆土或适合复垦的黏土，必须收集存放管理，施工结束后作为恢复用土；可移植的树木、草皮经移植后进行人工护养，用于后期场地复绿。

同时根据钻机及器材的选取作好场地的布置与规划，设计场地的选取范围，坚持“泥浆池循环槽布置统一”“工具管材摆放统一”等原则，推行和实施机台“定置化模式”(图3)，最大限度地减少占地面积，以施工现场的最小值，确保安全环保的最大值。

图3 施工场地设计与现场实际布置图Fig.3 Construction site design and actual site layout

4.3 创新绿色施工技术

4.3.1 钻井液循环系统创新

钻探过程中，传统的循环液系统可能存在渗透溢出等现象染污环境，西岭绿色勘查项目在钻进过程中对该系统进行了创新改进。新型钻井液循环系统均采用玻璃钢材质制成，可重复使用，消除了以往传统水泥抹砌工艺的诸多弊端，如产生建筑垃圾、抹砌后需要养护、效率低、一次性使用等，更加优化了防渗效果，铺设塑胶防渗布且可以重复循环使用；循环槽中间加设多级隔板，缩短岩粉的沉淀时间，改善了岩粉的沉淀效果；设计了池槽盖板，安装时循环槽和泥浆池顶部高于地面不小于5 cm，避免因雨水进入造成泥浆外溢，同时无需再设置泥浆池、岩粉池安全围栏，使钻井液循环系统布置更加合理(图4)。此外，钻探施工循环液的选取尽可能采用清水，如需使用泥浆，则采用无固相或低固相的优质环保浆液。循环液系统的创新改进不仅避免了循环液渗透染污土壤，还降低了钻探成本[9]。

图4 循环液系统改进前后情况Fig.4 Situation of circulating liquid system before and after improvement

4.3.2 溅落废液收集及导流装置创新

在钻机、取芯绞车、泥浆泵等关键设备下方设置抽屉式接油装置(图5)，对溅落、滴漏的废液油污进行收集，做到油不落地，防止废液溅落、滴漏到地面，对环境造成影响。在生产过程中，随时观察接油装置内液面位置，防止废液溢出，定期与不定期将废液进行集中处理(图6)。

图5 接油装置Fig.5 Oil receiving device

图6 抽取废液集中处理Fig.6 Centralized treatment of extracted waste liquid

由于接油装置容积有限，收集少量溅落废液时接油装置不会被立即填满，只需随时观察接油装置内液面位置，防止废液溢出即可。但当进行加杆、取芯作业时，需卸开主动钻杆，钻杆内存有一定量的泥浆落下后，接油装置很容易被顷刻填满溢出，污染土壤，不符合绿色勘查标准要求。鉴于此，在钻机底部增设一种泥浆导流装置(图7)，当钻机移动时，主动钻杆内的浆液均能沿导流装置流回泥浆循环槽内，防止污染土壤。

4.3.3 防渗漏技术创新

施工过程中不断加强设备管理，对钻机等大型设备进行定期保养和检修，杜绝出现跑冒滴漏现象，在钻探设备设施、油桶、钻杆等有可能发生跑、冒、滴、漏的位置，均铺设了环保土工布，在回填土上铺设防尘网，其余空白场地铺设人工草皮，优化工作环境的同时，有效防止了废液溅落对环境的污染和施工产生扬尘(图8)。

当钻探施工过程中发生孔内浆液较严重漏失或涌水现象时，及时采用优质环保堵漏材料或下入套管等方法进行封堵，防止钻井液对地下水环境造成污染破坏，污染地下水源。设备维修产生的废油集中回收，用于涂抹钻杆进行除锈防腐处理，进行二次利用，杜绝油污的产生。

4.3.4 施工现场防噪技术与垃圾处理

在居民区附近施工时，施工机械设备安装消声装置，并在场地修建隔音室(或隔音墙)，确保施工噪声必须小于70 dB；同时加强设备管理，定期维护保养和检修，确保设备正常运转，降低因设备年久失修产生的噪声。施工现场配备分类垃圾箱，现场垃圾废物等必须分类管理，并按相关规定定期外运进行无害化处理，保持现场干净整洁(图8)。

4.4 场地修复

待钻孔施工完毕后，采用优质环保水泥对孔深进行全孔封闭，并进行适当透孔检查来确保封孔质量，以恢复地下水环境或减轻钻孔施工对地下水环境造成的扰动影响，亦防止对区域地质、构造、生态环境等造成后期破坏；封孔结束后钻机等机械设备安全有序撤出场地，对泥浆池、岩粉池等开挖地段清理完成后进行回填，对施工场地进行平整修复，必要部分种植植物花草等以恢复原貌。由于西岭金矿区靠近沿海防护林，如果对场地植被造成破坏，极易引起土地沙化，因此施工完毕后予以必要的草木种植栽培，以恢复原态原貌，验收人员在施工完毕后参照施工前场地影像资料对场地的治理恢复情况进行考核验收(图9)，以确保绿色勘查达标[16-18]。

图7 泥浆导流装置Fig.7 Mud diversion device

图8 施工现场图Fig.8 Construction site drawing

图9 施工前场地定测与施工后现场照片Fig.9 Site location survey before construction and site photos after construction

5 绿色勘查成效

山东黄金地勘公司通过建立健全绿色勘查制度、优化施工设计、创新施工理念、研发绿色勘查技术等措施积极实现西岭重大探矿项目绿色勘查。

1) 绿色勘查制度的颁布使得现场管理更为精细化、程序化、规范化，预防了各类污染事故发生，形成一套健全、实用、适用、高效的规范标准，为推动后续其他绿色勘查项目的实施树立了制度参考与借鉴。

2) 优化勘查设计，减少钻探施工，在施工过程中遵循“一基多孔”、场地二次循环利用等施工原则，减少了近一半的场地占用，最大限度减少了因设备搬迁和新旧机台搭建拆卸对原生态地貌的扰动和破坏，同时也减少了场地占用补偿费，大大降低了探矿成本。

3) 采取防渗、防尘、钻井液循环利用、废物处置等一系列创新技术措施，有效控制了污染源，直接保护了沿海环境生态系统；安装隔音挡板等消声装置彻底消除了施工噪音对周围居民生活的影响，大大提高了乡镇居民的认可度与好感度。

4) 施工完毕后采用优质安全环保型号水泥对钻孔进行全孔封闭，有效避免对地下水源、地质构造等造成后期破坏，对现场环境进行恢复治理，保持生态环境原有的稳定状态，切实做到了钻探工程从入场到结束整个过程对周边环境及地下地质的零污染。

西岭重大绿色探矿项目的实施促进了绿色勘查与传统勘查方式之间的新旧动能转换，其所带来的益处深入人心，直接推动了山东黄金地勘公司绿色勘查事业的发展，进一步提升了“山东黄金、生态矿业”的品牌形象，对公司拓展市场、可持续发展产生了积极影响，如今绿色勘查已成为山东黄金地勘公司实现“十四五”重大找矿战略目标的首选且必备方式。

6 结 语

山东黄金地勘公司在西岭重大绿色勘查项目中，高度重视绿色施工管理与发展绿色勘查技术创新工作，在强化绿色管理、实施绿色勘查设计、创新定置化模式、钻井液循环系统技术创新、溅落废液收集及导流装置创新、施工现场防渗技术等方面取得了显著的绿色环保成效，最大限度地降低了对生态环境的干扰，达到了绿色勘查管理精细化、标准化、制度化，成功解决和控制了钻探施工区占用部分土地影响农作物，泥浆材料、废弃油污等渗漏影响土壤、植被及地下水等一系列钻探施工环保问题，满足了绿色勘查标准要求。通过开展西岭超大型金矿区绿色勘查项目，山东黄金地勘公司不断总结积累并逐步完善绿色勘查管理制度以及施工技术经验方法，明确了绿色勘查的一系列详实的工作内容和管理方法，探索出一条适合公司发展的绿色勘查路径和管理模式，加快了传统勘查方式向新形势下绿色勘查的转换，为其他绿色勘查项目提供经验。