碧草如茵的原野绿意盎然,微风徐来。呼伦贝尔草原额尔古纳河右岸的苏沁牧场上,一台形似“钢铁蜻蜓”的轻型钻探设备正以30°的角度向地下缓缓钻进。这里是中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心(以下简称哈尔滨中心)在内蒙古实施的首个高寒草原生态区小角度钻探项目施工现场。该项目负责人付立春介绍:“苏沁牧场地处额尔古纳河东岸,生态要求高、找矿难度大,我们研究采用‘小角度钻探+生态零扰动’技术替代槽探,既能精准锁定深层矿产资源,又充分保障了额尔古纳河沿岸生态安全。”
生态优先,守护碧草蓝天
传统钻探常因大面积场地平整、泥浆污染、植被破坏被诟病为“生态杀手”。从“破土即扰”到“零痕勘探”,近期哈尔滨中心创新构建“绿色钻探”技术体系,有效规避了行业痛点,成功解决了生态难题。立项之初,项目组成员便深知,在自我恢复能力较差的高寒草原区开挖探槽会直接破坏植被,甚至会影响草原生态功能。为确保生态环境不被破坏,项目组反复研究论证,将原计划开展的槽探工作调整为实施小角度钻探,通过以“钻”代“槽”减小对地表环境的扰动。工程施工中,项目组利用便携式全液压模块化钻机EP1000,采取小型货车运输+人工搬运方式,临时便道宽度小于2米,机台小于10平方米,地表压覆面积降至传统钻机的1/5,最大程度减少钻机进场对环境的影响。在钻机钻进、岩芯取样和场地搬迁作业中,采用固定式喷雾方式,同步喷洒除尘水雾减少扬尘。机台建设中,铺设防渗材料+围堰,在钻机底部布设接油垫,防止泥浆渗漏、设备漏油污染土壤。施工中,对作业人员进行喷雾系统使用、泥浆循环处理流程、设备降噪设施等环保措施培训,定期检查钻机液压管路的密封性,防止设备漏油;分类堆放岩屑和岩芯,及时转运岩芯至专用库房,收集生活垃圾后带离工区集中处理。封孔后,即时拆除所有临时设施,平整场地,采用客土覆盖+草籽复种方式对机台开展生态修复,恢复地表植被。
“钻机来了,鸟群却没飞走。”“生态管控比想象中要严格得多,连钻杆冲洗水都经过三级沉淀无害化处理后才排放出去。”曾一度担心钻探施工会影响草原生态的附近牧民感慨地说。
创新赋能,助力高质量发展
哈尔滨中心“内蒙古得尔布尔-莫尔道嘎一带金矿调查评价”项目组坚持把践行绿色勘查、高质量发展理念贯穿工作始终,自主承担的首个小角度钻探顺利闭孔标志着中心钻探工艺得到了突破性提升,打破了“角度”束缚。
钻孔按倾角可分为水平孔、垂直孔、缓倾斜孔和小角度钻孔。当钻孔倾角<30°时,钻具与孔壁的接触面积会增大40%以上,钻具与孔壁的摩擦阻力会增大20%~50%,岩屑沉积概率会上升2~3倍,钻孔轨迹控制、钻杆磨损速率、钻机稳定性要求等都会逐步增高,在钻探施工中,需要精细化的工艺控制和丰富的经验积累。面对小角度钻孔零经验现状,项目团队精细组合施工设备、精细设计钻探工艺、精细模拟施工演练,邀请行业专家现场指导,编练施工预案,采用低重心、大扭矩的钻机平台,结合动态平衡设计,实施“长-平-稳”安装,有效降低了偏摆振动;采用定向钻进系统,使用加重钻杆增加下部钻具重量,配合添加了适量聚丙烯、纤维素和低荧光润滑剂的钻井液,保证大泵量排渣,缩短提钻米数,降低岩心破碎率,加大井眼岩屑清洁频率,稳定了井眼轨迹,为钻孔施工顺利完成提供有力技术保障。
钻探负责人宰俊文信心满满地说:“在高寒草原生态区承担钻探任务还是第一次。为保证圆满完成组织赋予的任务,我们施工前有方案有预案;施工中有研讨有交流;施工后有总结有反思。今后再承担类似的钻探任务心里更有底了。”
强农固边,促进民生共赢
哈尔滨中心“内蒙古得尔布尔-莫尔道嘎一带金矿调查评价”项目组始终牢记职责使命,聚焦大兴安岭北段重要成矿带,以服务国家资源安全与边疆地区振兴为核心目标,统筹推进地质找矿、生态修复与乡村振兴协同发展。通过践行地质调查工作基础性、公益性、战略性“三性”定位,不断探索技术创新、制度创新与模式创新,实现了“找矿突破、牧民增收、生态向好”三重目标,多次与苏沁牧场开展深度经验交流,主动签订植被恢复协议书,并利用土壤地球化学调查摸清土质,指导牧民种植农作物施肥用量。项目完成后,施工区草木产量较周边得到有效提升,特别是芍药+水飞蓟套种,有效提升了牧民的经济获得感,实现经济收入和生态保护双提升。
施工后,他们留下的是绿色草原、五色花海和牧民笑语,钻孔施工区复垦的草场上,三五成群的牛羊悠然啃食新草,牧民脸上洋溢着满意笑容。
作者:宋庆元、宰俊文
摄影:李增涛