盛夏时节,鲁北平原千里沃野、麦浪荡漾。记者来到山东省德州市禹城富铁矿勘查区,昔日热火朝天的钻探现场已变成了金黄色的麦田,丝毫看不到施工过的痕迹。项目驻地内,一块块黝黑发亮的富铁矿岩心标本整齐陈列,无声见证着这场深部找矿的重大突破。
驱车南下,京杭大运河之畔的国家矿山应急救援山东特勘队济宁实训基地里,练兵热潮一浪高过一浪——高端钻探装备列阵待命,无人机腾空而起开展全域巡检,应急救援队员刻苦实训、随时准备着奔赴一线……
一北一南两处阵地,一处深耕深部找矿,严守生态红线,实现资源勘探与耕地保护双赢;一处聚焦实战练兵,筑牢安全屏障,守护人民群众生命安危。两处场景生动勾勒出山东省煤田地质局向着“高端化、智能化、绿色化”转变发展方式与经济转型的清晰路径。
踏上黄河北岸连片的基本农田,脚下沃土是保障粮食安全的生命线,千米之下,亿吨级高品位富铁矿正静静地深埋于此。禹城富铁矿勘查项目地处黄河北全隐蔽煤田区,既要严守耕地保护刚性红线,又要攻克巨厚覆盖层带来的复杂地质难题,双重的考验成为横亘在地质工作者面前的一道难关。
来到勘探现场,山东省煤田地质局首席专家、总工程师王怀洪向记者道出了起步阶段的两难困境:“深埋千米的富铁矿是国家紧缺战略资源,但传统钻机钻进精度不足、施工效率低下,粗放施工还极易大面积破坏耕地,粮食安全和资源保障,两头都不能松,我们一定要找到一条两全之路。”为此,该项目以高端装备作为深地找矿破局的关键,全面淘汰老旧设备,搭建起适配复杂地层的成套高端装备体系。钻探现场启用全液压钻机、顶驱钻机,并创新采用“松散覆盖层水源钻机大口径钻进+基岩层绳索取心钻进”的组合工艺,彻底攻克地层坍塌、钻杆偏斜等行业顽疾,钻探效率与岩心采取率实现大幅跃升。
“过去重型设备开进农田,不仅压坏田埂,很多小块农田根本没办法进场作业,如今轻量化航磁航重设备、广域电磁节点接收设施灵活机动,我们大家可以顺着田埂布设测点,既能精准捕捉地下矿致信号,又能主动避让农田,最大限度把对农业生产的影响降到最低。”负责现场物探作业的技术人员和记者说,项目同步配套钢板一体式泥浆池、全自动除砂器,实现钻井液闭环循环,封闭式隔音厂房从源头降低噪声污染。依托成套装备协同作业,该项目累计完成钻探进尺2.3万米,13个验证钻孔全部见矿,交出了亮眼的找矿答卷。
除去装备升级,大数据和AI也为勘查工作装上“智慧大脑”。项目团队盘活海量历史地质资料,构建起“数据挖掘-智能解译-模型预测-精准验证”全流程智能找矿体系,推动勘查从经验研判转向数据科学决策。技术人员梳理26份勘查报告、2061.20公里二维地震数据、596个钻孔合计37.45万米钻探资料,通过数据二次开发厘清深部地层构造规律,有实际效果的减少重复勘查投入。
更重要的是,山东省煤田地质局在禹城铁矿勘探中,还实现了成矿理论与技术方法的新突破,为下一步开辟找矿新空间、提升找矿能力和找矿效率提供了有力支撑。该项目技术负责人在接受媒体采访时自豪地表示:“长期以来,煤炭勘探和铁矿勘探各做各的,地质数据互不打通,我们打破了这种行业壁垒,创新提出‘煤铁共盆’成矿理论,建立‘二次迁移、多期富集’的‘禹城式’成矿模式,在传统煤系地层中硬生生开辟出富铁矿找矿新空间。”
“绿色勘查的根本其实就是和谐勘查,归根结底是要在找矿取得突破的基础上,实现人与自然和谐共生。”王怀洪这样诠释项目的生态坚守。该项目构建起“源头预防、过程控制、事后恢复、全程监管”闭环生态管理体系,立下“勘查不毁田、施工不扰民、完工即复绿”的承诺。规划阶段,项目团队反复优化钻孔点位,依托现有道路布设钻探场地,单井占地面积从1600余平方米压缩至1100~1400平方米,节约用地超15%;物探施工抢抓农闲窗口期,完工后即刻恢复地貌。施工中,30厘米表层耕植土分层剥离单独存储放置,全域铺设防渗土工布、全覆盖防尘网,筑牢水土防护屏障。
监测多个方面数据显示,施工边界外1米处的噪声约60分贝,村庄区域噪声低至42至48分贝。废机油、废钻头等危废全部统一回收处置。工程结束后,废弃泥浆固化转运无害化处理,场地做到无杂物残留;工作人员分层覆土深耕,埋设80厘米深水泥孔口标识,既留存地质档案,又不妨碍农机耕作。土地移交农户后,项目持续1~3年跟踪管护,通过水肥养护恢复地力,直至通过自然资源部门的复垦验收。
项目驻地小刘村的村支书刘吉水深有感触地说:“一开始大家伙心里都打鼓,担心打井会糟蹋良田,机器轰鸣会吵得大家睡不好觉,可地质队处处站在村民的角度考虑问题,不仅没耽误一季庄稼收成,完工后的土地和从前别无二致。他们还自掏腰包给我们换上了85盏太阳能路灯,村里主干道被照得亮堂堂,真是为老百姓办了实打实的暖心好事。”一件件民生实事化解了村民的顾虑,企地和谐共建的局面就此形成。
如今,齐河-禹城区域成为全国找矿突破战略行动中首个亿吨级富铁矿资源基地,矿体全铁平均品位55.27%,磁性铁平均品位50.67%,属于国内稀缺高品位富铁矿。这一绿色勘查模式已由自然资源部向全国平原及生态脆弱地区推广,推动地勘行业绿色高质量发展。
如果说禹城富铁矿是行业绿色勘查的典范,那么国家矿山应急救援山东特勘队便是依托高端装备与智能技术,淬炼应急救援硬实力的时代尖兵。这支依托山东省煤田地质局第二勘探队组建的国家级队伍,是山东省唯一的专业矿山钻探应急救援力量。自2004年以来,这支队伍先后参与了20余次重大抢险救援任务,多次创造国内外钻探救援纪录,用忠诚与专业守护着人民群众生命财产安全。
高端装备列装,夯实应急救援硬核实力。立足“全灾种、大应急”建设要求,该队持续加大装备升级力度,构建起“大、中、小”全孔径钻探救援装备矩阵,现有各类先进救援装备380余台(套)。亚洲首台宝峨 RB-T135车载钻机是这支队伍的核心重器,该装备最大提升力达135吨,搭载国际领先智能控制管理系统,可快速打通直径711毫米大口径救生通道,能在救援“黄金72小时”内完成600米深井钻孔作业,可从容应对矿山坍塌、透水等复杂险情,综合性能位居国际前列。
在引进国际先进装备的同时,该队坚持自主创新、迭代升级。该队联合企业研发国内首台大口径双动力头钻机,技术水平跻身世界先进行列;自研大口径潜孔锤入选全国“五小”科学技术创新成果,在行业内广泛推广。针对传统装备转运难、组装慢的短板,技术团队实施装备模块化改造,将大型设备拆解为标准化单元,实现“即插即用”,装备转运、组装效率提升50%以上。
“装备的迭代升级,最终要服务于实战救援。每一台设备、每一个操作动作,都要练到极致。”山东省煤田地质局第二勘探队党委书记、队长王效勤颇有感触地说道。定向仪器要求毫米级操作精度,重型设备日复一日反复拆装,队员们在日复一日的实训中锤炼本领,确保关键时刻拉得出、冲得上、打得赢。目前,该队已形成“一键式集结、一小时出动、到达现场一小时开钻”的快速响应能力,应急处置效率全面提升。
智能化是提升应急救援效能的关键抓手。该队搭建“空地协同”智能探测体系,固定翼无人机全域巡航、构建地表三维模型,多旋翼无人机精准定位、动态追踪,智能化探地雷达深入地下、排查隐患,空天地多装备联动,彻底改变传统人工排查效率低、风险高的现状,为指挥决策提供了精准数据支撑。
此外,由该队联合企业研发的国内首款车载钻机多维应急救援特训平台,更是智能实训领域的创新成果。平台融合5G、数字孪生、大数据等前沿技术,整合300余座重点矿山地质灾害数据,可模拟地层突变、设备卡钻、巷道坍塌等各类实战场景。学员足不出户,即可沉浸式开展全流程实操训练,系统还可针对学员薄弱环节设置专项考题。该平台将新手操作失误率降低70%,培训成本节省90%以上,破解了传统实训成本高、风险大、周期长的难题,在全国矿山救援技能竞赛中获得应急管理部及行业专家的高度评价。
如今,山东省煤田地质局第二勘探队智能技术已深度融入救援研判、现场处置、人才培养全链条。该队坚持“一专多能”发展趋势,在做精矿山钻探救援主业的基础上,向地震救灾、隧道抢险、城市内涝等多灾种领域延伸,成为多省份跨区域应急增援力量,随时听从国家应急指挥体系调遣。
“‘高端化、智能化、绿色化’建设是推动地质事业转变发展方式与经济转型的关键路径,也是我们局‘113388’发展的策略的重要支撑。”山东省煤田地质局党组书记、局长范宇新表示,从传统勘查到绿色勘查,从找煤到找多金属矿,再到拓展储能业务、生态修复工程和防灾救援等领域,主业的增强延伸,新兴业务的兴起壮大,确保了全局主要经济指标连续4年以两位数的增速增长。
近年来,该局以“三化”为引领,聚焦主责主业,不断探索绿色勘查新场景,着力打造绿色勘查新范式。他们以禹城富铁矿项目绿色勘查模式为标杆,将成套标准化规范与成熟工艺体系在全省全域推广落地,立足省内各地不同的生态禀赋和作业场景分类精准施策,构建起九大场景绿色勘查解决方案,把绿色施工明确为全局所有地质勘查项目一定要遵守的刚性准则。与此同时,该局跳出单一勘查业务边界,把项目全流程精细化管控的成熟经验延伸运用到应急救援队伍建设当中,沿用高端装备迭代升级、智能数字化管控、绿色安全施工这套经过实践检验的建设逻辑,全面推动应急救援力量朝着标准化建制、专业化作战、智能化赋能方向升级,真正的完成资源勘查与生态保护协同发展,地质应急处置能力同步跃升。
面对省内复杂多样的地形地貌与各类生态保护区域,该局因地制宜、一地一策,将差异化绿色实施工程的方案嵌入每一项勘查作业中。在莱芜低山丘陵铁矿普查区域,针对区域坡陡林密、极易造成水土流失的现状,施工队伍选用轻便履带式液压钻机,配套采用三开分级钻探工艺,叠加水泥固化与防渗布双重防渗防护技术,牢牢筑牢区域水土保持屏障;在黄河流域生态地质调查工作中,改用洛阳铲取土方式替代传统钻探作业,同时全面使用便携式锂电池供电设备,最大限度降低施工对地表的扰动,守护好黄河母亲河的生态底色;在南四湖国家级生态保护区,构建空天地一体化勘查模式,严格压缩人员与大型机械设备进场范围,最大限度守护湿地生态环境与珍稀野生动植物栖息地。
着眼陆海统筹发展布局,该局不断拓宽绿色勘查技术应用场景,严守海岸带、景区、地下空间等生态敏感区保护红线。在海洋及海岸带勘查工作中,创新采用套管封闭回流海洋钻探技术,从源头杜绝钻井液、废渣排入海洋造成污染;在沂水、无棣等旅游地质景区,以无人机遥感调查作为主要作业方式,同步打造数字地质博物馆,严格践行“少扰动、零破坏”的作业理念;地面沉降监测工程采用“一基多孔”施工工艺,减少临时用地占用,配合空气反循环钻探技术守护地下水资源安全;胶东金矿带、盐穴地下空间开发等勘查项目,全部选用环保型精细探测工艺,精准匹配生态敏感区域的保护要求。
在坚守绿色勘查初心使命的同时,该局持续拓展地质公共服务范围,切实扛起地质应急救援职责。依托济宁应急实训基地,应急队伍配备智能化、现代化救援装备,常态化开展塌方抢险、水域救援、地质灾害处置实战训练,把生态修复技术融入抢险救援环节,凭借各类智能设备提升现场处置效率,在省内地质灾害救援、防汛一线随时待命、靠前处置。在新疆、贵州、云南等地区,山东省煤田地质局携带配套智能救援设备一同进驻,主动协助地方开展抢险救灾等工作,用智能的装备和扎实的应急能力守护当地群众生命财产安全。
从禹城富铁矿三位一体的转型样板,到应急救援队伍装备与智能协同发力,再到绿色勘查标准全域落地,山东省煤田地质局走出了一条“高端化筑基、智能化赋能、绿色化护航”的高水平发展之路。
“当前,新一轮找矿突破战略行动持续向纵深推进,地勘行业迎来全新发展机遇。站在新的历史起点,山东省煤田地质局将持续深耕高端装备研发、智能技术迭代、绿色工艺创新,不断的提高资源保障、应急救援、生态治理综合能力,为全方面推进中国式现代化建设贡献坚实地质力量。”范宇新表示。