为地质钻探注入绿色动能——西安矿产中心创新绿色勘查技术破解秦岭钻探工程难题纪实

来源:地调局西安矿产中心作者:李楠、刘蓓发布时间:2026-03-06

　　秦岭，既是我国重要的国家级生态屏障、珍稀动植物的天然栖息地，也是国家战略性金属和非金属矿产资源的重要储备地。如何在这片生态敏感区开展地质工作，实现找矿突破与生态保护双赢，已成为地质勘查工作者的核心课题。

　　近年来，中国地质调查局西安矿产资源调查中心深耕秦岭成矿带，聚焦植被覆盖区钻探的生态痛点与效率难点，创新构建绿色高效钻进技术体系，实施多项钻探新工艺、新方法，不仅将钻探工程对地表环境的污染破坏降低了70%左右，每年还可节约钻探工程费用60余万元，更在秦岭南、北、西三段取得一系列找矿突破，走出了秦岭生态敏感区绿色勘查新路子。

秦岭植被覆盖区钻探现场

技术体系创新

打造绿色钻探核心支撑

　　地质钻探是找矿突破的“关键一环”。

　　针对秦岭地形切割强烈、植被茂密、生态保护区众多的特点，西安矿产中心以“环境影响最小化、勘查效率最大化”为核心，历经多年研究与示范应用，建立起“模块化钻机＋轻质高强管材＋高效碎岩钻头＋绿色环保冲洗液”的绿色钻探核心技术，设备、耗材、工艺等全链条实现绿色化升级。

　　秦岭地区交通不便、物资运输难。西安矿产中心探索应用无人机吊运钻探物资设备，配合“一基多孔”等方法，最大程度减少人为活动对地表生态的扰动。自主研发的薄壁型硬岩高效钻头能将钻进效率提升近2倍，成为生态敏感区钻探工程“利器”。

　　一系列技术方法创新，让绿色勘查理念真正落地为可操作、可推广、可复制的工程实践成果。

　　为了让技术成果形成标准化作业规范，西安矿产中心牵头编制了陕西省地方标准《固体矿产地质钻探绿色施工规范》。从此，秦岭绿色地质勘查步入了更加标准化、规范化、科学化的新阶段。

甘肃寨上工作区水平钻孔施工

工艺精准适配

多场景破解钻探难题

　　秦岭成矿带地质条件复杂，不同矿区、不同矿种的钻探工程质效差异显著。西安矿产中心坚持因地制宜、精准施策，创新应用“一基多孔+小倾角（近水平）孔”“以钻代槽+孔内视频成像”“非标钻具+高效护壁冲洗液”等钻探工艺方法组合，有效破解钻进中的卡钻、埋钻等风险难题；针对金矿、钾盐、铀矿等不同矿种研发专用钻进工器具，实现了钻探质量与生态保护的双重提升。

　　在陕西旬阳、甘肃寨上等项目中，西安矿产中心多次实施“一基多孔”钻进方法，通过在同一地基调整钻机方位、倾角实施多个钻孔，大幅减少了设备转场频次和临时用地挖损规模，既提升了钻探效率，又降低了环境扰动和费用成本；应用近水平定向取心钻进技术，一次成孔即可获取多个目标地质体完整信息，精准适配产状陡倾的固体矿产勘查工作，不仅降低了垂直钻孔的工作量，更减少了钻场建设、设备搬迁带来的地表破坏，钻孔利用率大幅提升。

　　针对不同矿种的钻探痛点，西安矿产中心研发的专属工艺更是成效明显。在碎、散、软复杂水敏金矿区，探索“加强绳索取心钻具+外径加大钻头+广谱护壁冲洗液”技术，让钻探效率平均提高24%，泥浆护壁周期提升3倍，钻探深度达1172.88米，创下寨上金矿区最深岩心钻探纪录；在钾盐矿项目中，创新“短钻具+侧喷PDC钻头+饱和卤水冲洗液+PVC管护壁”绳索取心工艺，成功解决夹埋钻、钻头水孔堵塞等技术难题，绳索台月效率达758.55米，是单管钻进的2倍多，岩心采取率达88.37%，远优于传统工艺；在砂岩型铀矿钻探中，应用PQ+10mm、S110mm绳索钻具，岩心采取率较单管提升15%以上，砂岩和泥岩地层的岩心采取率更是高达98.34%，28天即可完成942.58米钻孔施工，大幅降低了人员劳动强度。

全流程控污减损

生态保护贯穿勘查始终

　　绿色勘查的核心，在于将生态保护贯穿钻探全流程。西安矿产中心从冲洗液研发、废浆处理、设备选用到后期生态恢复，构建起全链条生态防护体系，让钻探工程真正做到“探矿不毁绿、施工不污染”。

　　在高效冲洗液应用与处理上，西安矿产中心针对复杂地层研发和推广应用广谱护壁冲洗液、成膜防塌护壁冲洗液等技术，2017年在甘肃寨上工作区水敏复杂地层实现裸孔钻进590米，护壁周期长达47天，配合冲洗液净化装置，既保障了钻孔孔壁安全，又大幅减少了冲洗液材料消耗；在砂岩型铀矿钻探中应用离心机，有效稳定泥浆性能、提升泥浆使用寿命，减少了泥浆材料消耗和废浆产量，实现了环保与成本双控。此外，无毒、可降解冲洗液材料与便携式钻机、高效碎岩钻头的结合，大幅降低了废浆对土壤的污染，让钻探施工效率提升1.5倍，仅秦岭地区每年就可节约相关费用50余万元。

　　在绿色钻探设备选用与生态恢复上，便携式钻机较传统立轴式钻机，钻探场地修建对地表的破坏减少80%；小型爬山虎运输较三轮车，道路破坏减少60%；便携式蓄水袋则彻底避免了地表开挖破坏。钻探工程结束后，西安矿产中心严格遵循“人工修复为辅、自然恢复为主”以及“宜林则林、宜草则草、宜耕则耕、宜荒则荒”的原则，及时开展现场清理与地形地貌恢复，让钻探痕迹“无痕化”回归自然。

　　下一步，西安矿产中心将继续深耕秦岭成矿带，持续优化绿色钻探技术体系，推动技术成果在更多生态敏感区落地推广，以更精准的找矿突破和绿色勘查实践，为保障国家能源资源安全和生态文明建设贡献地质力量。