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[中图分类号] P634.8 [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2
中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位，自1999年成立以来，在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩，对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求，地质钻探技术如何发展，如何更好地起到对地质工作的支撑作用，笔者对这些问题有些不成熟的想法，在此发表，希望能抛砖引玉，与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。
1地质工作对钻探技术的需求
目前我国矿产资源紧缺，资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题，引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中，突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费，除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外，又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外，地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情，并进行积极的投资。近年来，随着地质工作的加强，地质钻探工作量成倍增长，一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大，使得对钻探设备和技术的需求同时加大。
2地质钻探技术应用现状
与世界先进的钻探技术相比，目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机，基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口，我国自己研制的产品已经开始出现，但还未得到大面积推广应用，而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机，还未形成系列。钻探工艺方面，一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用，但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识，但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时，钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降，使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法，如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功，但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点，但由于没有得到地质人员的认可，至今未能得到推广。除此之外，目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等，基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高，地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想，表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在，使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。
3地质钻探技术发展目标
笔者认为，考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段，应该分成近期、中长期和远期。划分原则是：至2010年为近期，至2020年为中长期，至2050年为远期。
3.1远期(至2050年)目标
实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中，都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义，目前尚无统一的说法。笔者的理解是：地质工作现代化的标志应该是，在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一，地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而，此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务，因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后，我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平，地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时，明确提出到2050年中国基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日，时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布：我们的目标是，到下世纪中叶，即中华人民共和国成立一百周年时，基本实现现代化。由此看来，我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。
3.2中长期(至2020)年目标
地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是：自主创新能力显著增强，地质钻探技术水平显著提高，自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用，钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。
3.3近期(至2010年)目标
地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是：初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法，使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。
4地质钻探技术近期研发工作重点
中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的，重点研究内容如下：
(1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法，包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题，包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术，包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外，钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一，拟开展以下一些工作： ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。
5几个值得强调的问题
5.1加强技术创新
技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家，却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功，是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新，其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例，在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新，涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术，最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50%以上，回次长度由3m提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。
5.2加强新方法、新技术推广应用
新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长的时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展，因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作，而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来，在钻探技术研究与应用的所有环节中，科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节，加强此方面工作是当务之急。
参考文献
[1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，31(1).
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峨眉山市矿山水土流失现状及对策
简介： 矿山水土流失治理是一项综合性、技术性很强的工作，必须有一支专业队伍进行水保治理工程规划、设计技术指导，以确保水土流失治理工作顺利进行。从我市现有水保行业技术力量来看，市水利水电建筑勘察设计所足以为此项工作提供技术支持。
关键字：矿山 水土流失 对策
在2005年的全市矿业秩序整顿中，我作为市水土保持业务部门的一员，有幸参与了此项工作。我局依据《水土保持法》和《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》的要求，对全市112家矿山企业进行了水土保持现场监督检查。通过检查，使我对现有矿山的水土流失现状有了更深的认识，同时也引发了我对矿山水土流失治理工作的一些想法。
一、 现状
1、 矿山分类
在我市的所有112家矿山企业中，除5家从事地下水抽取的水业公司外，其余企业从开采方式上可分为两种：露天开采和洞采。采用洞采方式的企业主要是煤矿、石膏矿、粘土矿等企业，全市共有59家。采取露天开采的主要是石灰石矿、石英石矿、玄武岩矿、页（砂）岩矿等企业，共有48家。从矿产品种类上主要又可分为以下七种：煤炭企业、石膏企业、粘土企业、石灰石企业、石英石企业、玄武岩企业、页（砂）岩企业。具体统计如下：煤矿34家，石膏矿10家，粘土矿16家，石灰石矿17家，石英石矿7家，玄武岩矿7家，页（砂）岩矿16家，至于其它分类方式，由于不是本文讨论的重点，在此不再赘述。
2、 矿山水土流失量
我市位于四川盆地西南，属水力侵蚀地区。虽然矿山企业种类较多，但分析其水土流失程度时主要还是应按开采方式作为衡量其产生水土流失量多少的主要因素。
洞采由于此种开采方式仅在洞内挖掘，除主井口及风井口对地表有所破坏外，部分还有临时生产用房占用部分地表。此种开采方式对地表破坏较小，产生的水土流失量相对较小。
露天开采露天开采方式对地表破坏最大。在采矿作业中为了获取表土下的矿产品，必须先清除表土，这样就必然毁坏地表的树木、灌木、草皮等地表附着物，对原生地表的水土保持设施造成破坏，不同程度上加剧了水土流失程度。在破坏水保设施的同时，又会产生大量的弃土、弃渣。此种开采方式不仅对地表破坏严重，还将产生大量的水土流失。
3、 矿山水土流失的几种类型及造成危害
（1）、水体污染 有较大部分采取洞采方式的矿山企业，在开采过程往往出于降尘等目的人为喷洒水或洞内原本就有泉水。尽管水的来源可能不同，但在采矿中水质都极易受污染，主要存在悬浮物、色度等水质指标超标。由于基本未经处理就直接排出洞外，汇入河沟，造成水污染。此类现象尤以煤炭、石膏企业发生最多。
（2）、植被破坏 在洞采方式的矿山企业生产过程中，主井及风井和临时生产用房建设中，必然要毁坏部分林草，降低受损地表的水土涵养功能，在一定程度上加剧水土流失。而在露天开采的矿山企业生产中，由于要剥离表土，就必然毁坏地表的树木、灌木、草皮等地表附着物，对原生地表的水土保持设施造成破坏，在很大程度上加剧了开采区内的水土流失程度。
（3）、弃渣
无论是洞采还是露天开采的矿山企业，在其生产过程中都将产生的大量弃土、弃渣。而产生的弃土、弃渣又往往随意随坡就地堆放，堆放渣场下方既无挡土墙，上方又无截、排水沟，每遇大强度降雨，就成为产生水土流失的物源，同时弃渣堆积体在雨水渗透后其抗滑稳定性就大大降低，极易造成滑坡和泥石流，危及堆积体下方的建筑物和人民群众的生命安全。我们在矿山水保执法检查中对各类矿山企业每年产渣量做了如下估算：
煤矿生产：以一座年产量3万吨的小煤矿为例，废弃矸石量按煤炭产量的20-30%计算，每年产生弃渣量在6000-9000吨之间。全市34家煤矿企业每年产渣量约在20.4-28.8万吨。
石膏和粘土生产：石膏生产均采用洞采，弃渣量较小，但据实步估算每年也在400-600吨之间，则全市26家石膏企业每年产渣量约在10400-15600吨。
石灰石、石英石、玄武岩、页（砂）岩生产：全市47家这四类矿山企业年生产规模为328.5万吨， 弃渣量以生产规模的20-30%计算，每年产生弃渣量约为65.7-98.55万吨。以峨眉山市金山石膏矿为例：该矿原系国营企业，在2002年转制为私营企业。计划年生产能力为15-20万吨。该故生产中弃渣来源于爆破开采石膏矿时开采出的废石及剥离浮土覆盖层所造成的大量弃土石，按地质部门提供的勘查资料剥采比为0.4：1，每年产生弃渣9.2万吨。
通过以上估算可以粗略得出全市矿山企业每年产生的弃土弃渣量约为87.14-128.91万吨。如此大的弃渣量、不规范的堆放方式，为水土流失的产生提供了大量的物源，极大的破坏了当地的生态环境。
二、 对策
1、 应对措施
针对不同的水土流失种类，应采取不同措施来加以治理。
水体污染 由于采矿过程中造成的污水主要呈现为悬浮物、色度等水质指标超标，此类问题的解决办法可采取不同处理方法分类处理。对水中悬浮物超标的的问题，可以建多组沉砂过滤池，池中过滤体采用不同粒径的砂和卵石。对色度超标的污染水，应采用简易的水处理设备加以净化，使处理过的水达到国家污水综合排放标准的要求，就是在排入GB-3838三类水域的污水经处理后要达到一级排放标准，在排入GB-3838四、五类水域的污水经处理后要达到二级排放标准。具体经处理后排放污水中悬浮物与色度指标标准如下：（GB8978-1996）
一级标准：色度＜50mg/L
悬浮物（采矿、选矿、选煤）＜100mg/L；
二级标准：色度＜80mg/L
悬浮物（采矿、选矿、选煤）＜300mg/L
植被恢复 对于采矿造成的地表植被的破坏，要视其情况处理。除了永久占用的土地外，临时生产用房占用的土地，应在占用结束后栽种树木或种草。对于废弃不用的开采工作面和堆放的弃土、弃渣表面，也应在覆盖20-30公分的土壤上栽种树木或种草。在检查中我们发现位于黄湾乡黑水村的江屋基煤矿在此方面成功的经验，该矿业主在废弃矸石堆上直接栽种杨树取得了成功，目前所栽杨树树径已在2-3公分，长势良好。这样做既绿化了弃渣，又增加了弃渣的稳定性，并且还有一定的经济效益，可谓一举三得。
弃土、弃渣处理 如前所述，全市矿山每年产生的大量弃渣的处理也是一个让人头疼的问题。对于弃渣，我们建议采取以下两项措施：首先是运走。由于煤矿生产中产生的废弃矸石又是火力发电厂和矸砖厂生产中所用的原料，因此建议各煤矿业主将矸石运销到我市境内的岷江火力发电厂和川主矸砖厂。对于无法运走剩余的矸石在寻找合适地点规范堆放。由于堆放地点多在山坡上，因此建议业主要在堆积体下方修建挡土墙，墙上留排水孔。堆积体上方修建截、排水沟，及时将渣场上游集雨区内产生的降水排走，确保堆积体的稳定。此外弃渣堆积体上要覆土种草植树，提高表面涵养水土的功能。
2、 资金保障
要开展好矿山企业水土流失治理工作，必须要有充足的资金保障。从我市实际情况考虑，水土流失资金来源有以下两种：一是本着“谁破坏，谁治理”的原则，对有技术力量的矿山企业，由业主自筹资金在市水保部门的技术指导下自行开展治理;二是对不具备相应的技术力量，无力治理的企业，由市水利局按照法律的规定，收取其水土流失防治费和水土保持设施补偿费。在全市征收的水保“两费”中按水土流失的严重程度，本着先急后缓的原则由市水利局组织进行有计划的治理。
3、 技术支持
矿山水土流失治理是一项综合性、技术性很强的工作，必须有一支专业队伍进行水保治理工程规划、设计技术指导，以确保水土流失治理工作顺利进行。从我市现有水保行业技术力量来看，市水利水电建筑勘察设计所足以为此项工作提供技术支持。此外，市水利局计划每年对矿山有关人员进行针对性培训、组织矿山有关人员到开展水土流失治理好的区县交流学习，提高矿山企业治理水土流失的意识。市水利局将为全市矿山水土流失治理提供行业管理和技术指导，使我市矿山水土流失治理工作走上健康有序的发展轨道！
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