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绿色勘查技术在矿山地质钻探施工中的应用分析

【作    者】 郭维
【出    处】 《世界有色金属》2024年第05期
【标    签】 勘查技术  绿色节能  地质勘探  矿山地质  矿山  矿山工程  施工技术  技术应用 
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绿色勘查技术在矿山地质钻探施工中的应用分析

郭维

甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院,甘肃天水  741020

摘 要:矿产资源开发是保障社会建设与经济发展的重要途径,在开发过程中,对前沿技术的应用,将直接影响资源使用效益及勘查企业效益水平。随着市场经济的快速发展,人们在矿山地质钻探施工当中,对于生态环境造成的影响也越来越大。例如矿山地质钻探施工中,采矿应用的大型机械,会对绿化植物群落产生破坏,并对生态环境构成破坏。针对这一情况,在具体施工开展过程中,要将绿色勘查技术充分引入,减少环境污染及生态破坏,达到可持续发展的目标。

关键词:绿色勘查技术;矿山地质;钻探施工

中图分类号:P634.5  文献标识码:文章编号:1002-5065(2024)05-0169-3

收稿日期:2024-01

作者简介:郭维,男,生于1980年,甘肃天水人,中专,工程师,研究方向:地质矿产勘查。

矿山地质钻探施工是矿产资源勘查和开采过程中的重要环节,将会直接影响矿产资源开发利用效率,进而影响经济发展。对此,应当落实绿色可持续发展的基本理念,避免对矿产资源过度开采及消耗。绿色勘查技术是一种符合新时期发展背景及要求的技术,运用多种先进的方式方法,在环境保护方面提高重视,从而实现矿产资源的可持续开发。在实际施工中,考虑环境受到的具体影响,充分应用绿色勘查技术,实现绿色化施工,具有重要意义。

1 绿色勘查技术的应用思路

绿色勘查技术指的是在勘查作业过程中,将协调发展、绿色发展作为重要原则[1]。在矿山地质钻探施工中,绿色勘查技术的应用,需要综合考虑勘查工作强度、勘查成本、周围生态环境等。运用先进的工作方式,提高工作效率,注重环境保护。

在勘探过程中,应尽可能节约资源和能源,减少对生态环境的破坏和影响,确保负生态效应的最低限度。对已被破坏的生态环境,要积极修复和改善,对生产中的废弃物进行无害化处理,实现资源勘探与生态保护的协调。在绿色勘探技术的应用中,应充分考虑实际情况。例如,在普通荒漠区地质条件下,采取浅部取样站勘查施工技术,将以往勘查工程项目替代。在所选区域当中,自然环境表现特点方面,和湿地公园比较类似。主要体现在,能够达到稳定生长发育状态,同时仅有较弱的土层分层结构。在表层上,生长了较好的植物群落,而在土壤分层结构方面,具有胶厚的偏差程度。此外,周期性冻土层也在地表上体现,在空间分布方面,地标志物表现为松散状态。基于山地、平原等情况,区域内存在河岸泥沙运动。

2 绿色勘查技术的应用发展现状

由于近年来环境污染问题日益严重,国家和人民对于生态环境保护也更为重视。政府有关部门也更加重视矿业勘探活动对生态环境的影响。当实际施工开展时,一方面,对于矿产资源的产量,另一方面,也必须在环保问题方面,给予更高的关注。因此按照政府部门的相关要求,在实际施工操作中,对于勘查技术的应用,需要以绿色勘查技术为主。当勘查技术从传统形式向绿色形式转化时,也要在施工过程中,巧妙地应用勘查技术,注重修复好周围环境,回填产生的土坑。按照绿色勘查技术的相关规范,保证工作具体落实,在主体施工任务进行的同时,也要同步开展环保工作。在勘查作业中,传统技术将会对环境产生很大干扰,而绿色技术能够减少这种干扰。比如说,过去应用的管道勘探方法,可采用绿色勘查经济技术替代。在施工选择中,要将过去污染程度严重的施工方法排除,在施工方面更多使用绿色化技术。不过,虽然近年来对绿色勘查技术重视较高,但是在具体实践当中也能够发现问题,只是在地表施工中有所运用,而在深层施工中,没有发挥出较大的作用[2]

3 矿山地质钻探工程对环境的影响

3.1 钻探施工前的影响


钻探施工之前,为保证运输方便[3],道路通常需要从新修建。在建设过程中,固有的环境将会遭到损害,自然生态环境会发生较大变化,例如周围植物、树木等丧失。为了确保后续施工的推进,一般应建设泥浆池、沉砂池等辅助设备。而建设施工中,也会破坏过去的地貌、结构等。此外,此类施工作业要求利用大型机械,由于体积重量大,不能使用人工处置,因此要借助起重设备和运输车辆。但是设备车辆碾压过后,也会将周围环境造成损害。而且,运输过程中,难免有废物出现,因而可能再次污染。

3.2 ​​​​​​​施工过程中的影响

在钻井施工过程中,使用的发电机、地下泥浆泵、挖掘机等设备较多,其中很多属于重型机械设备,在作业过程中会产生有机废气,进而破坏周围的空气环境。有些设备在运行过程中可能会有废油泄漏,一旦泄漏达到土层溶解的极限,就会对土壤环境造成不可逆的破坏,并可能污染地下水。另外,施工过程中很多机械设备运行强度较高,时常发生故障。维修人员在修理处置时,也会产生一些废料,如果处理不当也会带来环境污染[4]。钻探过程中产生废岩粉,处置不到位将会飘散在空气中,污染空气环境。由于施工周期比较短,有时需要昼夜施工,如果靠近人员居住区,会对其正常生活带来影响。此外,由于施工耗时较多,一般需要施工人员在工地临时居住,日常生活饮食也会产生很多生活垃圾,如果处理不当也会破坏生态环境。

3.3 ​​​​​​​钻探完工后的影响

钻探施工完成后,应当封闭钻孔。采取注浆加固操作,但是由于设计中没有全面考虑各方面因素,只满足了矿带强度、钻孔直径等要求,而忽略了其它方面。这将会造成地下水连通的问题,不利于后续开展深入施工。同时,这样也会影响环境,并且如果周围有人居住,也会影响其用水安全。在施工之后,对于之前开挖的各种反应池,没有做到妥善还原和处理,导致环境破坏问题仍然存在。在机械设备拆除运输中,将一些废弃物随意丢弃,短时间内无法被快速分解,就会破坏自然环境。此外,在施工过程完成之后,对施工现场处置不到位,垃圾和废弃物随意丢弃的现象也比较明显。其中很多垃圾和废弃物都是不可降解的材料,单靠自然环境无法消化处理,因而随着时间的延长,其所造成的生态破坏也是持久性的[5]

4 绿色勘查技术在矿山地质钻探施工中的应用

4.1 ​​​​​​​降低槽探的工作量


按照相关的施工要求,运用绿色勘查技术,代替堑壕作业,可减少堑壕勘探任务的数量。根据以往勘探技术的要求,需要挖深沟进行开采。随着绿色勘探技术的应用,可借助浅钻的方式完成勘探任务[6]。在具体浅挖操作当中,需要从不同角度入手。按照工程实际特点,难免会造成环境破坏,可能性较高。如果连续采取探沟技术,环保的执行效果将会大打折扣。在施工过程中,通常不能兼顾所有方面,要么关注环保问题、要么调整工作量。而运用绿色勘查技术,能够较好的解决环保问题。具体施工当中,并不是所有地形都可利用挖沟技术。按照以往经验,如果地形为沉积状态,包括湖泊地形、河道地形、回填地形等,比较适用开挖方案。即便是这些地形适合应用该项技术,已不能忽视一些阻碍。比如说,在挖掘作业中,对中心位置很难直接确定。即使可以确定开挖岩心的位置,但由于地形非常复杂,开挖过程也面临着很高的难度。因此,在绿色勘探技术的应用过程中,必须妥善解决开采和应用过程中的各种问题。在相关领域中,技术水平的提高,实现了更多先进辅助技术的应用。比如说,在钻探施工中,可以利用多功能挖掘机,有助于增加施工效率,减少施工阻碍,对环境的破坏也比较小。目前我国对于科学技术的发展进步大力支持与推进,在矿山地质钻探施工中,应用绿色勘查技术替代原有的挖掘探沟技术,也具有更高的可行性。

4.2 ​​​​​​​减少机械设备移动

许多矿山地质钻探项目一般都位于比较偏远的地区,矿区位置地形十分复杂,山体也十分陡峭。施工中需要用到的很多设备器械,都难以快速运输到位[7]。针对此种情况,在钻孔施工中,对于钻孔方式、器材的选取,需要考虑地形情况。比如对于复杂地形,可借助多种钻孔方法及钻孔设备,实现综合性施工。在施工过程中提高开挖效率,并注意保护周围的生态环境。如果开挖施工区域标高相对较高,则需要根据施工技术要求采用定向开挖技术和分支开挖技术。同时,施工阶段尽可能一次摆放设备到位,后续可以不移动设备,因而不会持续损害环境。机械设备应用前,还要在整体的角度上入手,制定科学的施工方案,选定最为合适的机械设备安置位置,尽量能够满足更多的施工任务要求,从而减少机械设备移动。

4.3 ​​​​​​​尽量使用小型设备

在钻孔施工过程中,应根据钻孔区域的实际地形,合理选择钻孔设备。随着科学技术的进步,越来越多的设备类型开始在当前矿山地质钻探中得到应用。对于许多地形钻井区域,笨重的大型机械的应用越来越少,而更高效、更轻的设备已经被使用。

目前,许多挖掘钻孔设备已实现了背包式和便携式的转变,设备的重量大大减轻。在轻型设备中,开挖支护部分会占据较大的重量。而当前使用了先进的合金材料,使重量削减,同时不会影响强度。如果施工区域面临复杂地形,不具备顺畅的运输条件,就可以选择更为先进的轻型化设备使用。使用这些设备后,无需反复碾压地面,可减少环境破坏,保护自然环境。不过,在应用各类便携式设备的过程中,也要注意满足具体的施工要求,不要一味的追求小型设备,而导致施工过程受到影响[8]

4.4 ​​​​​​​优化改进搬运方式

虽然目前许多直接携带的小型钻井设备可以用于矿山地质钻井施工,但考虑到具体的施工要求和地质因素,一些大型机械设备仍然必不可少。在以往的勘探技术应用中,矿山地质钻探通常面临复杂的位置。有可能没有用于通行的道路。因此,在运输大型机械设备的过程中,应当在设备到达指定地点之前,先完成道路的开辟和铺设[9]。另一方面,为了保证施工人员可在施工地点正常生活,也要在开采现场中搭建专门的居住场所及配套生活设施,同时还需设立勘探设备库房等,为矿山地质钻探施工提供保障和支持。在绿色勘查技术应用之下可知,传统的勘探技术会严重影响生态环境,并且在道路建设和施工过程中,环境破坏也是在所难免的。为了运输机械,而专门建设道路,在结束工期之后,也很少能发挥作用,而建设的房屋等设施,也基本不会重复利用。这样会造成资源浪费,并持续影响生态环境。因此,按照绿色勘查技术的要求,一些符合条件的大型设备材料,应选择影响更小的运输方法。此外,为施工人员提供的生活设施,尽量可以拆卸移动,能够达到重复利用的要求,进而减少对生态环境的改变。

4.5 ​​​​​​​运用环保式泥浆材料

钻探施工中,都要使用泥浆材料。而当初对于泥浆的要求并不高,没有考虑环境问题,只要求符合施工标准。所以,很多施工企业往往优先选择低价泥浆使用。由于环境保护意识的欠缺,没有考虑到使用廉价泥浆对生态的影响。常规泥浆虽然能满足工程质量,但会对施工区域周边环境造成很大影响。这些泥浆材料被丢弃并直接埋在土壤中,其中的部分成分和改性剂有一定危害,长期沉积将导致污染问题。如果渗透到地下水中,还会污染水资源。在绿色勘查技术应用中,要求施工企业选择环保泥浆,在满足施工规范及工程质量的前提下,也要体现出环境友好与保护[10]。例如应用低碳环保的新型泥浆,无毒无害,具备润滑、防塌等优势,能够缓冲施工区域土地质量,减少污染。同时,环保泥浆应用了无毒型改性剂,在土壤中能够降解,避免影响土壤酸碱度水平,不会影响施工区域周围环境。对此,在矿山地质钻探施工中,应当加强对泥浆的监控与检测,保证选用的泥浆符合绿色环保的标准,以免造成环境危害。

4.6 ​​​​​​​妥善处理废弃泥浆

矿山地质钻探施工中,废泥是在许多阶段产生的。例如,在钻孔时,需要对泥浆进行更换;在注浆加固时,有废弃泥浆出现;清洗钻孔设备、机械设备之后,会有含有泥浆的污水出现。混凝土研磨施工时产生的废物等。其中很多废弃泥浆中都含有多种污染物,如悬浮物、废植物油、硫酸盐、重金属等。然而,施工过程中排放的废泥缺乏规律性,泥浆中的污染物分散复杂,难以有效管理。如果直接向周围环境排放,将会严重影响周围环境。因此,在绿色勘查技术应用下,建立废泥处理标准,实现环境保护的目标。通过绿色勘探技术的应用,加强了废泥的有效管理。在矿山地质钻井施工中,可通过改造后的泥浆管合理排干各环节产生的泥浆,防止泥浆泄漏,污染环境。将泥浆回收之后,进行评估,如果能够回收利用,就妥善保留。如果不能回收利用,也要按照环保的方式进行处理。例如,对废弃泥浆中的粗颗粒污染物和悬浊物,采取褪色吸附剂吸附处理[11]。其中的悬浊物及有害物质等,利用二沉池空气净化机、破胶混凝剂沉淀等方式处理。通过科学处置之后,能够分离沉淀和清水。清水检测合格后可向周围环境直接排放,沉淀物经过处理之后,可选址掩埋,或者根据工业废弃物进行处置,这样能够有效减少环境污染问题。

4.7 ​​​​​​​妥善处置生活废物

在矿山地质钻探施工中,除了废砂浆等生产废弃物外,还会产生大量的生活垃圾。这是因为矿山周围的地质钻探施工时间比较长,施工人员需要在现场居住,因此会产生大量的生活垃圾。

在处理此类废物时,应仔细筛选,并将其分为可回收、不可降解、可生物降解和其他类型。如果可以生物降解,可以在附近合理的地点掩埋,但填埋深度必须保证在1.5米以内。在选择堆填区时,要尽量远离水资源,以免造成水污染。如果是不可降解的废弃物,应专门规划在区域内存放,并及时运至指定地点统一处理。需要注意的是,可降解废物和不可降解废物不应相互混淆,避免误埋不可降解垃圾造成周围环境的持续影响[12]

5 结论

矿山地质钻探施工是矿产资源勘查和开采过程中的重要环节,将会直接影响矿产资源开发利用效率,进而影响经济发展。而矿山地质钻探施工难免会对周围生态环境造成影响,如果不注重环境保护,将会产生较大的环境污染问题。随着市场经济的快速发展,人们在矿山地质钻探施工当中,对于生态环境造成的影响也越来越大。

对此,应当落实绿色可持续发展的基本理念,避免对矿产资源过度开采及消耗。在实际施工中,应当积极运用绿色勘查技术,对各个环节进行优化,保证施工的绿色化,进而满足可持续发展的要求。

参考文献

[1]刘晓芳,欧阳志刚.绿色矿山建设背景下矿区水工环地质勘查技术流程改进研究[J].安防科技,2020,30(19):160-161.

[2]孙雷.绿色矿山建设背景下矿区水工环地质勘查技术流程改进研究[J].黑龙江冶金,2021,41(2):47-48.

[3]王瑞廷,成欢,冀月飞,等.秦岭陕西段主要矿产资源分布特征与绿色勘查开发[J].矿产勘查,2020,23(12):11-12.

[4]仲海书.钻探技术在矿山地质勘查中的发展历程与应用现状[J].内蒙古煤炭经济,2022,29(18):178-180.

[5]赵达.绿色勘查技术在超大型金属矿集区地质找矿中的应用研究[J].世界有色金属,2021,22(11):162-166.

[6]金元元,王芦焱.绿色勘查技术在多金属矿地质勘查中的应用[J].中国金属通报,2020,24(13):151-153.

[7]童俊涛,吕文军,曾令,等.绿色勘查技术在广东诸广矿集区铀矿钻探工程中的应用与分析[J].世界核地质科学,2021,38(4):137-142.

[8]魏东明,郭豫蓉.基于数字化矿山的绿色地质勘查技术应用研究[J].世界有色金属,2019,34(23):145-146.

[9]李文宏.绿色勘查技术在矿山地质钻探施工中的应用效果研究[J].中国金属通报,2023,15(4):124-126.

[10]王飞,钟石,刘强,等.会理县仓田锡多金属矿绿色勘查技术应用效果[J].世界有色金属,2019,33(22):122-123.

[11]陈雪荔,王光辉.论绿色勘查过程中提高地质矿产勘查与找矿技术方法的重要性[J].经济与社会发展研究,2019,12(1):115-117.

[12]刘森峰.绿色勘查技术在矿山地质钻探施工中的应用效果研究[J].世界有色金属,2021,46(21):102-104.
 
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