我国中小型有色金属矿山的特点及发展政策建议

浅孔留矿法是我国有色金属矿山和稀有金属地下矿山应用最广泛的一种采矿方法,浅孔留矿法在民采矿山的应用改善了工人作业环境，提高了矿山生产能力和矿山安全因素。 开采技术条件: 该方法要求矿体厚度不大，倾角６０°～６５°以上，矿岩稳固，产状单一，矿石品位较低，无结块性、自燃性，是唐山地区小矿山开采矿体的普遍特点。结合民采生产技术条件，浅孔留矿法比较适合小矿山开采。

黑龙江省有色金属矿产资源丰富，在已发现11种有色金属矿产中主要以铜、铅、锌、钼开采为主。其他矿产大部分都为伴生、共生矿。

铜矿已查明矿产资源储量在全国排序第六位，资源储量达375.42万吨。全省当年生产的矿山有中型企业3家、小型3家、小型以下1 家，从业人员达2657人，年产矿量50.32万吨。当年矿产品销售收入5769.34万元，完成利润总额713万元，创工业产值可达5839万元。全省最大的矿山多宝铜矿由于矿石质量和工作程度低的影响，近期难以开发利用，使资源潜力难以向现实转化。现有的生产矿山，由于受到开采能力和资源综合利用限制，扩大生产量有困难，在原料供给上仍有一定缺口，又因本省没有冶炼加工厂，每年靠外省或进口大量铜材和深加工产品。铅、锌资源没有大的资源接续开采矿山，铅现有生产矿山4 家，目前都是小型或小型以下的生产矿山企业，年产铅矿量8.8万吨。铅当年矿产品销售收入2634万元。完成利润总额116万元，创工业产值可达3655万元。锌现有中型生产矿山1家，小型生产矿山5家。铅锌随着开采矿山储量的耗减，产量逐年下降。其产量基本上能满足本省需求，因全省没有铅、锌冶炼厂，生产的原矿都销往辽宁和甘肃，需求的矿产品则从辽宁购进和少量进口。

1.铜

黑龙江省铜矿企业主要为松江铜业和多宝山铜矿，2006年1月5日，黑龙江多宝山铜业股份有限公司正式成立，公司注册资本6亿元，由福建紫金矿业集团、黑龙江黑龙矿业股份有限公司、黑龙江省矿业集团等国内大型矿业集团共同投资、整体开发多宝山铜矿田，其股权结构按顺序分别紫金矿业持股51%、黑龙矿业持股37%、矿业集团持股12%。项目建设总投资概算38亿元，将建设日处理矿石2.5万吨的选矿场，年产11.76万吨铜精矿，项目一期工程建成后，年可实现销售收入15.48亿元，实现利税9.21亿元。截止到2008年5月，公司已完成各项建设投资近2亿元，支付矿权补偿金1.62亿元。

松江铜矿位于哈尔滨市宾县南部松江镇，1958年，黑龙江省冶金厅组织勘测，发现铜、锌矿床多处。1969年，冶金部东北有色金属管理局投资200万元，在此建立松江铜矿，着手建设200吨规模的矿山。1985年，松江铜矿共有职工1691 人，固定资产4033万元。拥有各种机械设备611台。从1972～1985年，14年间，共生产铜、锌、铝、铁、金、银等含量1449万吨。1972～1983年，连年亏损严重。1984～1985年，全面抓了技术改造，落实生产责任制，2年间，为国家创利润110万元。2003～2005年，松江铜矿实现销售总收入由7501万元增加到11735万元，累计缴纳税费近8000万元，具体情况如表4-22所示。

2.铅锌

截至2008年，铅全省探明矿产地27处，资源储量58.12万吨，资源量52.75万吨，基础储量5.38万吨，从区域分布看，基础储量仅分布在哈尔滨和伊春地区的宾县弓棚子铜矿、伊春小西林铅锌矿、伊春昆仑气铅锌矿，资源量分布在伊春、黑河地区如黑河市逊克翠宏山铁多金属矿床。

表4-22 松江铜矿企业税费负担水平单位：万元

截至2008年底，锌全省探明矿产地37处，资源储量170.95万吨，资源量142万吨，基础储量22.92万吨。其分布情形基本与铅资源分布相似。

黑龙江省铅锌矿资源较多，但是品质不佳是制约规划开发利用的一大障碍，目前全省铅＋锌品位大于8%的矿床很少（一般认为这是现阶段铅锌矿床开采的经济品位），仅有伊春小西林铅锌矿（Pb ＋Zn 9.32%）、伊春小西林铅锌矿Ⅴ号矿体（Pb ＋ Zn 8.41%）、阿城苏家围子铁锌矿（Zn 8.59%）、伊春五星铅锌矿（Pb＋Zn 9.20%）。

3.钼

对黑龙江省松江钼业股份有限公司调研的结果表明，该公司企业销售收入逐年上升，由2001年的2495万元上升到2004年的47008万元，收入增长了18.8倍，如表4-23所示。公司利润的上涨和公司的资源背景、管理、投入，同时也和钼矿总体价格背景有关。

表4-23 松江钼业股份有限公司企业收益表单位：万元

20世纪90年代以来，随着找矿深度的逐步加大，高精度重力、高精度磁法、瞬变电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、大功率激发极化法(IP)、阵列电磁法、地－井TEM、金属矿地震等方法技术的研究、发展和应用，取得引人注目的进步。电磁法及重、磁法的组合应用则成为物探勘查手段的重要发展方向。勘查地球化学界则致力于研究探测深度更大的地球化学方法技术，以适应覆盖区寻找深部矿床的需要，主要发展了矿床构造叠加晕和深穿透地球化学方法技术。后者又称为非传统化探方法，包括选择性提取技术、生物地球化学找矿、地下水地球化学测量、地下气体测量等多种新测量方法，成为当前国际化探界研究热点(唐金荣等，2009)。

一、高精度重、磁勘查方法技术

金属矿产勘查中，高精度航空磁测、地面高精度磁测、井中磁测、地面重力和航空重力测量等是常用的重磁方法，勘探深度取决于矿体大小和矿体磁化强度、密度等因素。目前，我国依据磁异常见矿深度已达1000m以下。

地面高精度磁测应用范围较广，工作精度≤5nT，灵敏度0.1nT，以测地磁场总量异常(ΔT)为主，能做绝对测量。在危机矿山找矿中高精度磁测应用最为普遍，主要部署在铁矿上，少量部署在有色金属矿和金矿。国内用直升机进行了1∶1万的高精度航磁测量，并应用三维定量反演数据处理技术，取得了很好的找矿效果。如河北迁安铁矿(变质构造控矿)接替资源勘查中，高精度航磁对新增资源储量2.2×108t的重大突破起到了重要作用。与地面磁测相比，高精度航空磁测具有较高的测量效率，不受水域、森林、沼泽、沙漠等环境的限制。同时由于飞行是在距地表一定的高度进行，从而减弱了地表磁性不均匀体的影响，能更加清晰地反映出深部地质体的磁场特征，如在大冶铁矿深部和外围找矿勘查中，高精度航磁发挥了重要作用。井中三分量磁测可以发现远离钻井的强磁性矿体，发现井底和井旁与磁黄铁矿物、磁铁矿物有共生关系的磁性较弱的矿体。近期我国第一台井中高精度质子磁力仪和井中高精度三分量磁力仪样机的成功问世，为我国中弱磁性矿区开展井中磁测提供了可用的设备。

1999年国土资源大调查以来，我国系统地部署了1∶20万区域重力调查工作。“十一五”期间，重点在西南三江、川滇黔相邻区、秦岭、大兴安岭等重要成矿带和京津唐环渤海经济区，开展调查，为矿产勘查提供了重要的基础重力资料。

在金属矿产勘查中，重力测量与其他的物探方法配合，可以圈定成矿带在条件有利时，可以探测并描述控矿构造，圈定成矿岩体，或对已知矿体进行追踪等。另外，微重力测量技术的发展，为精细探测奠定了基础。由于微伽重力仪的应用，各项改正方法的完善和精密观测方法的使用，重力异常精度达到30×10－8m/s2，使得探测小尺度物体引起的微弱异常成为可能(管志宁，2002)。

二、电法勘探技术

(一)大深度高分辨电磁测量技术

我国攻克了多频等幅同步供电、密集频点供电、大功率励磁稳流供电和高精度混合同步等关键技术，研制形成了我国自主知识产权的大功率、多功能电磁法勘查系统。供电电流是国外同类仪器的2～3倍，有效勘探深度由500m提高到1000m。该系统具备天然源场的音频大地电磁测量、人工源场的激电测量和可控源音频大地电磁测深功能，并且具有进一步扩展的潜力，能够同时获得电阻率和极化率，与国外仪器相比有较多的优越性，为我国深部找矿工作提供了新的有效技术装备。在数据处理与解释方面，开发了复杂地形、地质条件下二维和三维MT、CSAMT正反演技术、人工场源激发下的谱激电正反演技术，通过集成形成了一套与多功能仪器相配套的数据处理与解释软件系统。预计基于三维反演的研究将可能提出更为可靠的静校正新方法。

(二)可控源音频大地电磁法(CSAMT)

可控源音频大地电磁法(CSAMT)是一种人工源大地电磁测深技术，采用大功率(＞20kW)接地电偶极发射，工作频率为0.125～8000Hz，工作中通过调整二次场观测频率来采集各观测点不同频率下不同方位的电、磁场振幅及相位数据，通过各种复杂的数据处理、反演手段，反映出地下电阻率三维分布特征，达到了解地下电性结构的目的。它具有探测深度大(几十米到2500m)、穿透高阻层能力强、经济快速等优点，可以勘探深部的隐伏矿体，近年来在危机矿山深部找矿中应用较多。20世纪90年代末，我国相继引进美国Zonge公司生产的GDP－16及GDP－32等多功能电法仪，并在工作方法和反演解释技术方面取得了重要进展。然而，由于CSAMT法的场源效应、静位移效应以及全区视电阻率解释等问题的存在对当前CSAMT法工作的困扰，场源效应、三维解释技术以及全区视电阻率解释的研究仍是今后主要的研究方向。其探测深度大、分辨能力高、抗干扰能力强的特点，将使该方法在未来深部找矿及三维地质填图等方面大有作为。

(三)大功率激发极化法(IP、SIP、CR)

激电方法包括地面IP中梯、地面IP测深、地-井IP、井-地IP、频谱激电SIP、复电阻率CR等方法，勘探深度通常小于500m，复电阻率法勘探深度最大可达1000m左右。近年来在隐伏矿和深部矿找矿勘查中，大功率(30kW)激电方法应用较多，取得了良好的找矿效果。采用大功率激发极化法和音频大地电磁法组合，首先利用激发极化中梯装置进行大面积扫面，发现异常后利用音频大地电磁法对异常进行测深反演成像。该方法组合在保证找矿有效性和高效率的同时降低了找矿成本，适合于寻找硫化物金属矿床。在危机矿山深部及外围找矿中，井中IP法是寻找孔旁或孔底盲矿体的有效手段。今后，应加强在大功率、大探测深度下的频谱激电应用理论和方法研究，包括正反演理论、方法技术和解释软件编程的研究。

(四)瞬变电磁法(TEM)

在围岩和矿体电导性差异较为明显的地区，如存在铜镍硫化物矿床等矿区，瞬变电磁法(TEM)具有良好的找矿应用效果，其探深范围为20～1500m。

我国井中TEM单分量应用较少，而三分量技术应用更少，方法研究上提出了地-井TEM三维数值模拟方法技术和三分量交会技术。我国引进了世界上最先进的瞬变电磁系统(加拿大DigitalPEM系统)，三分量地-井TEM系统等，最大下井深度为2000m并开展了瞬变电磁三维正反演方法技术研究，提高了对矿体定位的精度。在金属矿勘查中，地-井TEM测量技术已被广泛应用。

近些年来，我国在瞬变电磁测量技术研究中引入高温超导技术，成功研制出单分量和三分量高温超导磁强计及数据处理、定量正反演技术，大大增加了勘探深度，为危机矿山深部隐伏矿的寻找、矿体准确定位提供了高新技术手段。

(五)大探测深度时间域固定翼航空电磁勘查系统

航空电磁法适用于硫化物金属矿床及与硫化物共生的贵金属矿床的普查、圈定断裂构造带、地下介质电阻率填图等。澳大利亚合作研究中心矿产勘查技术部研制的世界上最先进的航空矿产勘查系统(TEMPEST)，使用高灵敏度磁探头测量地质体产生的微弱二次磁场，探测深度可达300m。

我国正在开展时间域固定翼航空电磁勘查系统的研究及相应的数据处理和解释技术研究，有望实现有效勘探深度达到300～500m。

三、金属矿地震勘探技术

非能源地震勘探，特别是金属矿地震在金属矿勘查中的作用还不很明显，应用研究程度较低。大多数金属矿地震勘探仍采用二维地震，二维地震勘探不能使三维地质体产生的地震波场进行正确归位，以至于妨碍了地震方法在金属矿勘查中的应用。基于反射波技术的2D、3D、VSP方法以及地震散射法和地震层析成像法等综合方法技术具有大探测深度、高分辨率、轻便快速的特点，勘探深度大于2000m，是金属矿地震的发展方向。

我国首次将地震散射波视为有效波应用于金属矿地震勘探。当矿体与围岩的密度差异较大时，利用散射波地震方法寻找与矿体有关的不均匀体对于受地质构造控制的隐伏矿体，利用反射波方法探测控矿构造，达到间接找隐伏金属矿的目的。内蒙古拜仁达坝多金属矿区和铜陵金属矿区的试验研究表明，高分辨率反射地震方法的纵向分辨率相对较高，而地面地震层析成像的横向分辨率相对也较高，把两者结合起来，可较好地解决从地表至地下数千米深度范围内的底层和地质构造分布，是开展复杂地区金属矿地震勘探的有效方法组合。

复杂地震地质条件下的金属矿地震探测技术要达到实用化仍面临许多技术问题，诸如低信噪比、强干扰噪声、不连续反射、复杂地震波场等技术难题和高成本投入等。随着当今找矿难度和找矿深度的增加及地震方法技术的进步，地震方法在金属矿勘查中必将成为一种具有大探测深度、高分辨率、快速轻便有效的方法技术手段。

四、多参数联合反演解释和可视化技术

物探是研究地下地球物理场空间分布规律，以探寻其与地质结构和矿产资源的关系为其目的。如从资料解释角度看，采用三维反演技术能更客观地反映出这一空间场的特性，三维反演解释技术是提高物探技术应用水平的有效途径。近年来，三维反演和可视化技术已经成功用于重磁勘探，而电法解释尚处于二维反演研究阶段。因此，发展重、磁、电、震三维联合反演技术，将大大提升物探成果解释的准确性和空间分辨能力。同时，非线性联合反演可以促进地球物理解释的定量化，提高解释结果的客观性，也是未来发展方向之一。

地下真三维可视化建模技术是近几年发展起来的一门新技术。通过建立三维矿床模型，可清晰生动地显示容矿层位、矿源层及各地层与成矿之间的空间关系，对指导地质找矿具有非常重要的实用价值。

五、岩石地球化学新进展

岩石地球化学测量方法又称原生晕测量方法。长期以来，一直是找寻与热液成因有关的多金属和贵金属盲矿的最有效的地球化学勘查方法。

20世纪80年代后期和90年代初，原生晕方法有了新的发展。根据典型矿床研究和异常解释中出现的问题，发现成矿成晕多期多阶段脉动叠加的特点，不同期次成矿形成的矿体及其原生晕在空间上具有叠加结构。据此，建立了金矿盲矿预测四种叠加晕模型和盲矿预测准则，形成了原生叠加晕找盲矿的新思路和新方法，大大提高了盲矿预测的准确性和效果。

1998年以后，针对许多金、铜矿床具有构造控矿的特征，在原生叠加晕的基础上，对采样方法和资料处理方法又进行了革新，形成了“构造叠加晕法”。由于采样只采或主要采构造中有成矿(晕)叠加的样品，不仅强化了异常、加大了预测深度，而且大大减少了采样工作量和分析工作量。目前，这种方法在危机矿山接替资源找矿项目的胶东金矿和湖北大冶铜金矿深部盲矿预测中已取得明显成效。

岩石地球化学测量分为地表(或浅表)岩石采样(地表、探槽、浅井、浅钻等)和深部(钻孔和坑道)岩石采样。浅表岩石采样提供的异常信息，一般可预测地下250～300m深度的盲矿体浅钻(在覆盖厚度＜50m的地区采集残积层或基岩样品)取样探测深度更大。深部取样则预测深度随之增大:如在深500～800m取钻孔或坑道原生晕样品，可预测地下1000～1500m深处的盲矿。

在岩石地球化学测量中，化探与钻探技术(浅钻和深钻)的有机结合，不断建立新的找矿模型，这是近几年来化探寻找深部盲矿取得新进展的重要因素。需要在今后加以坚持，修改相应的矿产勘查规范，将钻孔原生晕测量纳入规范，以提高盲矿预测水平和预测深度，适应开拓第二和第三找矿空间的需要。

六、覆盖区寻找隐伏矿的化探新方法新技术

为了适应覆盖区寻找隐伏矿的需要，20世纪90年代以前，主要研究和使用了汞气、地电化学、偏提取、相态、水化学、植物、烃类和其他气体测量方法技术。90年代以后，又研究和使用了地气(又称为地球气纳微物质测量)、金属活动态提取、酶提取等方法技术。近年又在中浅覆盖区(5～50m)开展了浅钻化探取样方法技术试验。

除浅钻技术以外，近年有学者将上述新的化探方法技术统归为深穿透地球化学方法，也称非传统化探方法。这些方法技术在覆盖区找寻隐伏矿中取得了一定效果，但仍处于试验或初步应用阶段。这些方法技术所探测到的异常是否来自深部矿体，一直是这些方法技术立足的难点。有关深穿透地球化学迁移机理研究正是攻克这个难点的有效途径。

近十年来，随着大量野外观测和室内模拟实验研究，提出了一些新理论和新观点。主要有“还原囱”模型(S.M.Hamilton等，1998，2004)、“雷暴电池”模型(D.Garnett，2004)、泵压效应机制［气压泵(E.M.Cameron等，2004)、地震泵(E.M.Cameron等，2004)、陆上“潮汐泵”(D.Garnett，2004)］。

方法技术研究和应用，更多涉及选择性提取技术。在不同的景观条件、不同的矿床类型区开展工作所选用的提取剂类型、浓度、提取温度、操作流程各不相同，主要提取剂有:去离子水、活动金属离子提取剂(MMI)、焦磷酸钠、醋酸铵、冷盐酸羟胺、热盐酸羟胺、酶提取、柠檬酸铵以及地气测量所用的高纯度提取剂，采集的样品类型也直接影响勘查的效果。

深穿透地球化学方法关键问题是提取技术和目标矿物、采样深度的确定，以及提取过程的控制等，元素从深部向地表迁移的机理，仍是深穿透技术方法研究的热点。我国自主研发的深穿透技术，与国外同类技术基本同步，在元素迁移机理方面研究略弱于国外。总的来说，深穿透地球化学勘查方法技术还存在不少问题有待解决，要实现实质性突破尚需时日。

七、3D地球化学在矿产勘查中的应用

随着计算机技术的巨大进步，地球化学数据处理和图示方式发生了深刻的变化。从2D(平面)走向了3D(立体)，从而使地球化学分带模型、地球化学分散模型更加直观和形象，可以发现许多新的地球化学指向标志，区分近矿和远矿地球化学特征，大大提高了地球化学异常解释推断水平。先进的3D可视化软件的发展，使人们能够在三维空间内充分集成地质、地球化学和地球物理数据。不久的将来，3D地球化学在以下几方面的应用将有所进展:①连续取样－分析在多种矿床类型中的应用②3DGIS的查询和多元分析③利用氧化还原边界作为地球化学确定盲矿体位置的标志④在范围广泛的多种地表介质中的应用。

八、地球化学分析测试技术的进步与发展

随着分析技术的进步，地球化学测试的新方法新技术不断涌现，测试的灵敏度和精确度不断提高。目前，几乎周期表上所有元素(气体元素除外)都能够快速和低成本地被测定出来，例如偏提取技术、地质年代学、蚀变因子分析、流体包裹体研究、同位素分析等，为勘查地球化学家提供了前所未有的选择，为化探方法技术研究开辟了一片新天地。

分析技术的进步主要表现在ICP－MS的不断改进，实现了从地壳丰度到矿石级含量水平的全元素分析(71种元素)，并使大量元素的分辨率和测试精度趋于更高，从而可以低成本获取到大量的高精度地球化学数据，也使稀土元素和Pb同位素测试的成本大大降低，为在矿产勘查中常规利用稀土元素和Pb同位素作为指示元素开创了新的局面。

河南省是有色金属工业大省，2007年1～5月份，全省10种有色金属产量（电解铝、铅）、氧化铝、钼精矿产量，实现利润、实现利税及完成固定资产投资均居全国之首，金属镁（山西第一，为14.7万吨）、铝材（广东第一，为93.3万吨）产量和主营业务收入（江苏第一，为707亿元）居全国第二。全省有色金属工业的主要指标及占全国的比例详见表1。

表1 2007年1～5月河南省有色金属工业主要指标占全国比例及位次

从表1可以看出，我省正在向实现全国有色金属工业强省进行新的跨越。最近，中国有色金属工业协会会长康义在我省召开的“全国有色金属地勘行业改革与发展研讨会”上透露，河南省有色金属工业产量已超过美国，居世界第二位。显然，要使我省有色金属工业逐步实现科学发展，其潜力在于加快发展全省铝、钼等有色金属矿业循环经济。为此，根据2007年矿业循环经济调研计划安排，我们在6～7月份，先后考察了郑州中铝河南分公司（简称中铝河南）及中铝矿业分公司（简称中铝矿业）、洛阳市栾川钼业集团（简称洛钼集团）及洛宁发恩德矿业有限公司（简称洛阳发恩德）、三门峡市灵宝金源矿业有限公司（简称灵宝金源）及灵宝黄金股份有限公司（简称灵宝黄金股份）等有色金属和贵金属矿业企业或综合企业，并与上述企业有关的市、县政府部门进行了座谈。现将我们了解的新情况、发现的新问题与建议综述如下。

一、新情况

在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》（豫政［2006］38号）的指导下，今年，我省铝、钼、金、铅、锌、银等有色金属矿业企业推进循环经济步伐正在加快，已初见成效。主要体现在以下4个方面：

（一）“减量化”（节能减排）

中铝河南推进快，成效显著，是一个较好典型。该公司确定了2007年节能减排目标：节能3.5万吨标准煤以上，万元生产总值能耗比2006年降低5%，二氧化硫排放总量比2006年减少5%。为了实现2007年节能减排目标，该公司坚持管理创新，实现全员节能；深化自主创新，实现科技节能；加快结构调整，实现投资节能；发展循环经济，实现增效节能。特别是国际先进的“一水硬铝石管道化溶出技术”、“烧结法粗液常压深度脱硅技术”、“强化压煮溶出技术”等在该企业应用，解决了关键技术，加大了节能力度。2007年1～6月份，该公司氧化铝产量达123万吨，完成年计划的56%，达250万吨年产水平，完成利税20亿元，产量及效益双创历史新高。与此同时，节能减排成效显著，节能减排指标不断优化，内控指标优化率达77%。单位产品综合能耗比2006年末降低3%，累计节能1.1万吨标准煤，工业水重复利用率达89%，主要产品成本比预算节约4800万元。

（二）再利用

有色金属矿业循环经济的再利用是指贫矿与富矿、厚矿与薄矿、主矿产与共伴生矿产，通过技术创新，进行合理开采与综合利用，以达到减少资源浪费、节约利用资源之目的。其再利用的部分指标是开采回采率（简称回采率）及选矿回收率（简称回收率）。

洛阳发恩德是一个比较突出的好典型，该中外合作公司十分注重以技术创新合理采矿，最大限度减少资源浪费。对洛宁沙沟薄脉型“鸡窝（铅、锌、银）矿”，如果用传统技术采矿，贫化率高，回采率低，资源损失严重。为此，该公司投入大量资金，引进了“削壁充填法采矿”技术，以1000美元/日的高额报酬，高薪聘请美国采矿专家在开采现场指导，使该企业在短时间内掌握了先进采矿技术，并使厚度远低于工业要求的薄矿体（0.1～0.5米）得到了合理开采，其矿山回采率高达95%。由于采用先进技术，使公司铅、锌、银回收率分别达到93%、81%和90%，其资源的综合利用率达到国际先进水平。

洛钼集团是一个较好典型。该企业把减少资源浪费，提高回采率作为矿山开发的基点。经过多次专家论证，实施了安全系数高、资源浪费少的露采工程，已使露采能力达到了3万吨/日的开采规模，并使回采率高达98%。该企业还以技术创新，提高选矿生产能力。该企业引进了美国艾姆克公司浮选柱选钼新技术，以柱型浮选机代替传统浮选槽。此举不仅把回收率提高了8个百分点（达到86%），把精矿品位提高了4个百分点，而且每年节电50%，增加经济效益数千万元。

灵宝金源也是一个较好典型。该企业实施了硫铁矿综合利用项目。该项目的主要工艺是将含硫23%的硫铁矿富集，制成含硫达47%的硫精矿，通过熔烧、干吸、净化等工艺制成硫酸，作为磷复合肥生产原料，制酸过程中的余热用于发电，副产品硫酸渣含铁达60%，作为铁精矿出售。一期工程已建成投产，年处理硫铁矿20万吨、年产硫酸12万吨、磷肥15万吨、铁精粉7万吨、余热发电2040万度。2006年实现利税3000余万元。二期工程已施工建设，项目建成后，可使硫铁矿中伴生的金、银、铜等金属得以充分回收利用，实现年产电解铜1221吨、电解锌550吨、黄金1吨、白银3.2吨、硫酸3万吨，年利润将再增加3000万元。通过该项目的实施，打造了“采矿——选矿——制酸——化肥生产——废渣利用——余热发电——多金属回收”综合利用产业链。

灵宝黄金股份已成立了矿业技术开发中心和博士后科研工作站，积极开展成矿规律、采选工艺、低品位矿冶炼、多金属回收等方面的科研。已形成日采选矿石2400吨、日处理金精矿700吨，年产黄金10吨、白银30吨、电解铜1万吨、硫酸15万吨综合利用规模，其利润2亿元以上。该公司综合冶炼二期工程，2007年8月份已投产，日处理金精矿达880吨。该公司铜金矿多金属综合利用项目已开工建设，该项目建成后，年生产铜金精矿3.3万吨、黄金3万两、白银5吨、电解铜1万吨、硫酸2.8万吨。灵宝黄金股份，对多金属综合利用也是十分重视的。

总之，我们调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业，对再利用均较为重视。这些企业不仅合理开采，综合利用，减少资源损失，节约利用资源，而且也产生了较好的经济效益。

（三）资源化

有色金属矿业循环经济的资源化是指将低品位矿石作为资源利用及尾矿中低品位多金属再回收为可用资源。

中铝矿业按照资源化的新观念，供矿的铝硅比已由8～9降至最低3.5。中铝河南及中铝中州等企业，通过联合攻关，首创国际先进的“选矿拜耳法生产氧化铝新工艺”，其已建规模达60万吨（中铝中州），目前在建有220万吨（中铝河南150万吨、中铝中州70万吨），累计可达300万吨规模。这将有效提高我省数亿吨低品位铝土矿的利用率，对节约利用我省铝土矿资源，实现氧化铝工业的可持续发展有重大意义，值得其他氧化铝企业学习。

中铝河南自主研发了树脂法提取稀有金属镓技术及精炼高纯镓技术。从氧化铝生产过程的尾矿母液中提取镓，回收率75%以上，处于国际领先水平，基本实现了资源化。该企业已成为亚洲最大的镓系列产品的研发和生产基地，制成了金属镓、高纯镓、氧化镓、医用镓盐等系列产品，处于国际领先水平。

洛钼集团针对尾矿中每年有8000吨白钨精矿损失的局面，与俄罗斯国家有色金属设计院合作，攻克白钨回收技术，建成白钨回收公司，已达到1.5万吨/日回收能力，每年节约尾矿排放费用1000万元，增加效益数亿元。其二期工程正在建设，至2008年可将下属全部选矿企业建成配套白钨回收工程，届时可年产白钨精矿8000吨，增加效益6亿元，成为洛钼集团又一个经济增长点。

灵宝市一些黄金企业对黄金尾矿中有价值的废弃金矿石进行资源化利用，还对一些废弃坑口进行回采及残采，一年可开发低品位矿石5万余吨，既变废为矿，又产生了较好经济效益。

总之，所调研的几个企业，对资源化均有一定重视程度。

（四）无害化

有色金属矿业循环经济的无害化是指在“减排”的基础上，企业对排出的尾矿、气、水的无害化处理及对采矿破坏生态环境的恢复性保护。

洛阳发恩德严格按照环评要求，进行环境保护，是一个好典型。该企业所采用的采矿削壁充填国际领先技术，可对地下采空区进行动态充填，尽快恢复地下生态环境。与此同时，该企业对矿坑水进行沉淀处理，对生活污水进行集中无害处理，选厂污水进行再循环使用，显示了中外合作企业注重绿色矿业生产的特色。

灵宝黄金股份投资3000万元建成了黄金冶炼厂污水处理系统，达到零排放标准。灵宝金源采用两转两吸工艺，使二氧化硫浓度和硫酸雾浓度均低于国家排放标准，对铜、锌萃取余液置换后的贫液进行循环使用，实现了零排放。

按照“既要金山银山，也要绿水青山”的理念，洛钼集团投入3亿元环保专项资金，对环境进行整体保护。针对露天开采对周围水土造成的影响，委托洛阳市园艺公司对矿山绿化进行了规划，在排渣场植树3万余棵，矿山绿化面积达17万平方米，为全国矿山绿化开启了成功范例。该企业通过科研攻关，利用除尘脱硫新技术，生产了市场紧俏的亚硫酸钠产品，变废为宝，为企业实现废气零排放创造了条件。针对传统钼流程使用剧毒氰化物对废水造成的影响，该企业经过技术攻关，以巯基乙酸钠取代了氰化钠，实现了选矿厂无害药剂推广使用，为废水无害化排放创造了条件。

总之，我们所调研的洛阳发恩德等有色金属矿业企业，从认识到行动，对“无害化”都比较重视。

综上所述，洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源等有色金属矿业企业，是我省加快发展循环经济的好典型或较好典型。这些典型在合理开发及节约资源，保护环境方面，均取得明显效果，充分体现了科学发展的较大潜力。

二、新问题

1992年联合国环境发展大会可持续发展宣言的签署，标志着循环经济的诞生，1998年我国引入德国循环经济概念，确立了“3R”原则的核心地位，因此，我们了解循环经济的时间是在2000年前后，我省铝、钼等有色金属和贵金属矿业企业了解循环经济的时间仅是最近两三年。由于时间短，加之上述矿业企业发展循环经济步伐较快，出现了一些新问题是难免的。本次调研中发现的新问题较多，归纳起来，主要有以下4点。

（一）对循环经济理念缺乏比较全面、系统、准确的认识

我们初步认为循环是“形”，“3R”原则是“魂”，科学发展是“本”，这是对循环经济的本质理解，我省相关矿业企业对循环经济的理解，尚难达到如此深刻程度。部分市、县政府部门及矿业企业既不能将省政府目前狠抓落实的“节能减排”约束指标体系〔万元GDP能耗、万元GDP电耗、万元企业生产增加值能耗、二氧化硫（SO2）排放总量，化学需氧量（COD）排放总量〕与循环经济“3R”原则的减量化联系起来操作，也未认识到，对铝、钼、金等资源开采总量控制及相关环境承受容量控制是“3R”原则减量化的本质体现；更未认识到“3R”原则是有序的，其优先顺序是：减量化——再利用——（再循环）资源化。总之，矿业企业对循环经济比较全面、系统、准确地提高认识，还有一个较长学习和理解过程。

（二）发展循环经济的总体水平不高

一是价值高的伴生矿产资源综合利用总体水平差。如我省铝矿石中伴生的稀有金属镓的价值很高，镓是做激光器、大规模高速集成电路、超导等不可缺少的高级材料，但只有中铝河南及中铝中州对其进行了有效综合回收，其他氧化铝企业在生产过程中都让其白白流失；又如栾川钼矿中有丰富的稀有金属铼，其价值甚高，铼是火箭、导弹、宇宙飞船等高温部件必需的材料，但现在尚未综合回收利用。二是尾矿资源基本上未实现（再循环）资源化。我省铝土矿尾矿（赤泥）有2000万吨以上，钼矿尾矿有3000万吨以上，均储存尾矿库中，未开发利用。三是有色金属资源再生利用水平差，致使有色金属资源开采总量居高不下，逐年攀升。以上三点说明，从总体看，我省有色金属矿业企业循环经济发展水平还不高。

（三）我省有色金属矿业企业均未建立评价其循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系

（四）部分市（县）政府部门对运用政策及市场力量加快发展铝、钼、金等矿业循环经济，认识不足，措施不力

一些市（县）政府部门对加快发展矿业循环经济中政府自身的角色及市场居位分析不够深刻，定位不够准确，尚未主动创造适宜的市场环境，形成矿业企业加快发展循环经济的激励机制与约束机制，也未深入研究如何运用合理经济规模及价格杠杆导向，推动矿业企业加快发展循环经济。

发展矿业循环经济任重道远，出现这些新问题，是不可避免的。它们均是约束我省矿业企业加快发展循环经济的新困难，我们必须及时帮助企业排忧解难。

三、建 议

（1）加强培训，使矿业行业的主要企业及有关市（县）政府部门全面、系统、准确地提高循环经济的理性认识。

建议由省政府循环经济主管部门牵头，对重点矿业企业及有关市政府部门进一步加强培训，使他们认识到加快发展循环经济是将发展经济、节约利用资源、保护环境三者有机结合起来的战略举措；也要使他们认识到循环经济的主要特征是新的系统观、新的经济观、新的价值观、新的生产观及新的消费观；还要使他们进一步认识到省政府目前狠抓落实的“节能减排”乃是实施循环经济的基础工作——“3R”原则的减量化，清洁生产是企业内部“小循环”；节约型社会基本上是社会层面的“大循环”。此外，我们还必须清醒认识到循环经济绝不是万能的，那种认为循环经济是一种最终实现全新的封闭式的零排放资源利用方式，它可以解决一切环保问题，这是一种认识误区。如日本、西欧等循环经济发达国家，由于受技术与成本—效益的限制，不可能都是“封闭式的零排放的资源利用方式”，最终不可避免要出现尾矿废弃物，经无害化处理后，再进行排放。

总之，只有提高认识，加强培训，我们在加快发展矿业循环经济过程中，才能少走弯路。

（2）进一步为矿业企业加快发展循环经济营造更为宽松的政策环境。

一是逐步制定铝、钼等有色和贵金属资源开采中的资源循环利用政策。地质勘查部门在地质勘查报告中应有资源循环利用篇章，开发利用设计部门在确定开采方案的同时，应当提出切实可行的共生、伴生矿回收利用方案、矿井水循环利用方案、尾矿循环利用方案和安全处置方案；有关矿业企业要在政府监管下，自觉执行上述方案，努力提高资源循环利用率及无害化处理率；二是政府主管部门与行业协会相结合，逐步制定考核矿业企业循环经济发展水平的技术、经济、环境、效益指标体系，特别要加快制定矿产资源循环利用率及无害化处理率的指标体系；三是在《河南省人民政府关于加快发展循环经济的实施意见》的指导下，逐步制定加快发展矿业循环经济的鼓励与扶持政策，主要包括税收优惠、投资倾斜、设立铝、钼、金等金属矿循环经济专项基金、合理定价、财政贴息、技术创新、政府绿色采购等。

（3）典型引路，紧抓试点。

据本次调研，发现洛阳发恩德（中外合作）矿业公司在利用国际先进技术进行有色金属探矿与采矿、管理严格、节约资源、保护环境、提高生产效率、依法纳税等方面均较突出，我们建议省政府有关主管部门可进一步调研总结并推广其经验与做法，以便推动全省有色金属矿业循环经济加快发展。我们还建议洛阳发恩德、洛钼集团、中铝矿业、灵宝金源及灵宝股份等矿业企业，发展循环经济已初见成效，并具有典型意义，可按程序纳入我省循环经济试点企业范围。

（4）在铝、钼、金、银、铅、锌等矿产资源整合中，应向上述循环经济初见成效的典型矿业企业倾斜。

（5）在保证我省煤矿安全生产的前提下，逐步破解上煤下铝矿权设置难题，加大煤下铝的找矿力度，可能新增3亿吨铝土矿资源储量，延长铝土矿保障年限；要提高铝土矿中的稀有金属镓的评价及回收利用率；要利用国际先进技术，开展铝矿尾矿（赤泥）中的铝、铁、硅等低品位矿的综合回收试验研究，争取对这一世界难题的解决有所进展；在提高铝土矿资源循环利用率及无害化处理率的前提下，争取在2012年前后将三门峡铝工业园区建设成为全国领先的循环经济示范铝工业园区。

（6）要组织有关专家对全省钼业进行调研，制定发展规划，适度控制产量，提高我省在国际市场上钼价的话语权。应将栾川钼矿田进行资源整合，逐步实现统一规划、统一设计、统一开采供矿、拉长产业链。综合回收利用钨及铼等很有价值的稀有金属，抓紧利用国际先进技术进行尾矿资源化试验，减少环境破坏，实现科学发展，争取在2012年前后，将洛阳建设成为世界领先的新型钼工业基地。

参加调研人员名单：

省政府参事 姚公一、林效森、蔡德龙、刘 勇

特 邀 专 家 孙志顺（河南省矿业协会）

预 备 参 事 王志光

黄金矿山生产许可证的管理，不适用本办法。第四条 县级以上人民政府管理冶金矿山工作的部门负责本、行政区域内冶金和有色金属矿山生产许可证的管理工作。第五条 冶金和有色金属采矿企业取得冶金和有色金属矿山生产许可证，应当具备下列条件：

(一)依法取得采矿许可证；

(二)有依法批准的采矿设计文件或者开采方案；

(三)有符合国家制定的矿山安全规程和行业技术规范要求的矿井提升、运输、通风、排水、供电等生产系统，并经省或者设区的市人民政府管理冶金矿山工作的部门验收合格；

(四)有按规定设置的地质、测量、采矿和安全管理机构或者专业技术人员；

(五)环境保护设施和措施已经依法验收合格，并取得排放污染物许可证；

(六)有健全的质量保证体系和规章制度；

(七)法律、法规和规章规定的其他条件。

新设立的冶金和有色金属采矿企业除具备前款规定的条件外，还应当依法取得矿山建设工程安全设施的竣工验收合格证明。第六条 冶金和有色金属矿产品加工企业取得冶金和有色金属矿山生产许可证，应当具备下列条件：

(一)有依法批准的矿产品加工设计文件；

(二)有符合矿产品加工设计文件要求的加工设备；

(三)有按规定设置的质量和安全管理机构或者专业技术人员；

(四)环境保护设施和措施已经依法验收合格，并取得排放污染物许可证；

(五)有健全的质量保证体系和规章制度；

(六)法律、法规和规章规定的其他条件。第七条 申请取得冶金和有色金属矿山生产许可证，年设计生产能力在五十万吨以上以及跨省、设区的市行政区域开办的冶金和有色金属采矿、矿产品加工企业，应当直接向省人民政府管理冶金矿山工作的部门提交申请书和有关资料，经审查合格后颁发冶金和有色金属矿山生产许可证；其他冶金和有色金属采矿、矿产品加工企业，应当向省人民政府管理冶金矿山工作的部门或者其委托的设区的市、县人民政府管理冶金矿山工作的部门提交申请书和有关资料，经审查合格后颁发冶金和有色金属矿山生产许可证。第八条 申请取得冶金和有色金属矿山生产许可证时，申请人应当以矿(矿井)、采场或者选厂为单位提出申请。第九条 管理冶金矿山工作的部门应当自收到申请人提交的申请书和有关资料之日起60日内，决定颁发或者不予颁发冶金和有色金属矿山生产许可证。决定不予颁发的，应当以书面形式通知申请人，并说明理由。第十条 冶金和有色金属矿山生产许可证的有效期二般为5年。期满后需要延期的，冶金和有色金属采矿、矿产品加工企业应当于期满之日90日前，向原颁发生产许可证的部门申请办理延期手续。

对申请办理延期手续的企业，原颁发生产许可证的部门应当根据本办法第五条和第六条规定的条件进行审查。经审查确认其不再具备取得生产许可证条件的，不予办理延期手续。第十一条 在冶金和有色金属矿山生产许可证的有效期内，冶金和有色金属采矿、矿产品加工企业的采矿矿种、选矿矿种、采矿范围、采矿设计和选矿设计，以及企业的隶属关系、名称、法定代表人发生变更的，必须向原颁发生产许可证的部门申请办理变更手续。第十二条 冶金和有色金属矿山生产许可证由省人民政府管理冶金矿山工作的部门统一印制。

任何单位和个人不得伪造、涂改或者转让冶金和有色金属矿山生产许可证。第十三条 冶金和有色金属矿山生产许可证按年度进行检验。

未在规定期限内办理年度检验手续或者经检验发现冶金和有色金属采矿、矿产品加工企业不再具备本办法第五条和第六条规定条件的，其生产许可证失效，由原颁发生产许可证的部门收回，不得继续从事冶金和有色金属的采矿及矿产品加工活动。

司百堂

(河南省有色金属地质矿产局)

为国家找大矿、找好矿，是地勘单位的基本职责和赖以生存的基础开发矿业，走探采一体化之路是新形势下增强地勘单位实力的方向探矿工程既是地质找矿不可缺少的方法，也是获取经济效益、提高综合竞争能力的重要手段。在我局制订的“突出主业、拓宽实业、发展辅业、致富家业”的发展目标中，将钻探、坑探等探矿技术归位于辅业之中，现就地勘单位钻探的地位、作用及深孔钻探施工技术和管理作一简要探讨，以便与大家商榷。

一、钻探工程在地质找矿中的地位

作为地质勘查单位，地质工作是核心，地球物理、地球化学、遥感、测量、槽井探地表工程等是前期地质工作不可缺少的方法和手段。当地、物、化、遥工作进行到一定程度的时候，将开始钻探验证，对矿体的规模、形态、厚度进行控制，同时取出岩矿心提交化验室测定矿石品位，物探测井又获取众多的地质信息。在现阶段，当物探等方法和手段对矿体的空间位置和矿石品位未能精确控制时，钻探工程是深部找矿不可缺少的重要手段。

钻探是找矿的重要手段众所周知，《信息找矿战略与勘查百例》一书中介绍的国外100个大型、特大型矿床的发现均与钻探密不可分。1957年开始地质工作的澳大利亚奥林匹克坝铜金铀矿床，于1975年开始钻探工程系统控制后，方取得重大突破，使该矿成为世界上最大的铀矿床和第六大铜矿床。在澳大利亚、南非、加拿大、美国等国家矿产资源勘查中，坑探工作在前期勘查中应用较少，深部验证主要是以钻探工作为主。我国著名的白云鄂博矿区、河南省的钼矿田、煤田和众多的铝土矿区的探明，均是在使用大量钻探工程后确定高级别储量的。过去钻探在地质勘查中发挥了重要作用，现阶段在“攻深找盲、探边摸底”勘查中，钻探更是地质找矿必须依靠的手段，因而，提高钻探技术装备水平和员工素质显得尤为重要。

二、钻探工程是扩大经济规模、获取经济效益的重要手段

近几年来我局每年承担的政府和社会地质勘查项目较多，年地质项目设计钻探工作量约7万～8万m。按我局1979年统计资料，当年开动钻机28台钻机，在16个矿区完成钻探工作量69997m，钻探技术工人和为之服务人员约1000余人。钻探工作不仅为地质找矿服务，同时安置了大量职工，保持了队伍的稳定和钻探技术的延续和发展。“九五”期间地质工作的萧条，使钻探工作量锐减，5年累计完成计划内钻探工作量10722m，大量设备闲置或改作他用，人员分流下岗，技术装备受到严重削弱。近四年来，我省利用“两权价款”项目基金为地勘单位设备更新注入了大量的资金，我局的钻探装备相应的得到了加强，目前成建制的岩心钻探设备有30余台套，按照现有设备规模，合理组织之后每年可完成钻探工作量10万m左右。2008年，我局计划内和社会地质项目中设计钻探工作量13万m，若全部由我局钻探队伍施工，可获得产值约5000万元，在安置人员、锻炼队伍、提高钻探技术水平、获取经济效益等方面将发挥较大的作用。

河南省煤田地质局有5个单位有钻探施工力量，钻深能力超过1000m的钻机约150台套，形成了强大的生产能力，大口径、超深煤矿通风、疏干、送冰孔，煤层气水平钻孔施工技术达到全国先进水平。近年来在河南、新疆、陕西、山西、内蒙古、吉林、贵州、云南等8省(区)从事煤田地质、煤层气、浅层石油、油页岩、煤矿通风疏干孔等钻探工作，年完成钻探工作量约在70万～100万m，年创造产值3亿～4亿元，不仅安置了大量职工并提高了钻探技术水平，又从中获取了显著的经济效益。煤田地质二队利用钻探收入改造老基地，使职工住宅区建成了全国文明社区。煤田地质四队利用钻探收入，出资1500万元完成了平顶山职工住宅区的水路改造、安装了煤气和暖气，职工生活质量得到改善。国内多家钻探公司和地质队在钻探施工方面的成功经验值得我们认真学习和借鉴，他们的实践证明，地质勘查单位钻探设备、钻探技术工人不是包袱，钻探施工业不仅为地质找矿提供了保障，又可以安置职工并保持队伍稳定，更重要的是可以增强单位综合竞争能力，提高单位知名度，并从钻探施工中获取巨额经济效益。

三、深孔钻探技术装备与施工技术

有色金属地质勘查队伍有其自身特色，在内生金属矿床的勘查方面积累了丰富的经验。由于内生金属矿床成因复杂，成矿作用中受到地质构造的严重制约，因而岩石的完整程度和力学性质差异较大，钻孔施工中易遇见诸如破碎带和蚀变带取心、硬岩钻进、钻孔弯曲、钻孔坍塌涌漏等技术问题。特别是在“攻深找盲、探边摸底”工作中，钻孔深度相对较深，钻进中所遇到的技术难题将成倍增加。若在老矿区的外围和底部勘查，受到前期采矿的影响，采空区密布，岩石松动，钻探施工所遇到的问题将超乎想象。

藤吉文院士提出，岩石圈内部第二深度空间金属矿产资源的探测深度是500～2000m。若设计钻孔深度2000m，按0～500m孔段，市场价每米钻探费用500元为基础，孔深每增加300m钻探费用提高30%计算，1701～2000m孔段，每米平均价1856.47元(各孔段钻探费用计算见表1)，则单孔费用将需要201.3万元。若每300m孔段，钻探费用增加40%计算，则单孔费用将需要254.8万元。

表1 单孔段钻探费用计算表

单孔费用的计算只是按市场价为基础，若按《国土资源调查预算标准》，单孔费用还要增加。一个钻孔投入200余万元人民币，对地质勘查的决策和投资部门是一笔巨额费用，同时对钻探施工寄予很高的期望值。

(一)深孔钻探设备及工器具

1.钻机的选型

勘查深度1500～2000m的钻孔，受地层完整程度、岩石力学性质、钻孔口径、钻孔设计顶角等因素的影响，对钻机性能提出了较高的要求，选用重心较低、变速范围较宽、立轴行程较大的油压钻机较为适合。我局现有的XY-5、XY-6B立轴式钻机和CS1000P6、CS3001型全液压钻机，可以满足1000～2000m深孔的钻探要求，实际工作中按钻孔的设计深度选择钻机(表2)。需要注意的是，CS3001型全液压钻机属于自行整装式，可拆性差，爬坡能力25°，钻机本体宽度2.7m，爬行时自重22t，适用于平原、丘陵作业，若在山区施工必须修施工便道。

表2 钻探设备选型表

注:终孔口径以φ75mm为基准。

2.其他配套设备

为了提高施工速度和质量，常采用绳索取心钻进工艺。鉴于钻孔深度较大，钻孔内环状间隙较小，冲洗液或泥浆的压力损失较大，采取加大钻头外径措施后，BW320型泥浆泵基本可以满足2000m深孔钻进对压力的要求。而动力机则应与钻机和泥浆泵的需求相配套。至于钻塔除对强度和承载能力有严格要求外，其高度可以适当放宽。

3.钻杆的规格与型号

深孔钻探施工不确定因素较多，钻杆受力复杂，承受扭矩较大，钻杆和接头所用的材质要有足够的抗拉、抗压、抗扭、抗弯、抗剪强度丝扣的连接必须牢固可靠，易拧卸，密封性能好。为提高钻杆强度，可以加大钻杆壁厚，但是势必增加钻杆的重量，增加回转阻力，相应的降低了同型号钻机的钻进深度。国外在深孔岩心钻探中多采用铝合金钻杆，重量约为钢钻杆的1/2。由于壁厚增加，耐磨性强，寿命增加，抗冲击能力强，抗腐蚀性强。建议在增加技术装备时，采购铝合金钻杆进行大胆尝试。

目前内生金属深孔钻探，常用金刚石绳索取心钻进工艺，φ75mm口径为常规钻孔口径，国外钻杆采用NQ系列(φ69.9mm)，国内钻杆采用φ71×5mm钻杆。

为保证深孔施工达到设计深度，将φ60mm口径作为备用口径，每个地勘单位应配备一套满足孔深要求的φ56×4.75mm绳索钻杆和取心钻具为满足复杂地层护壁堵漏的需求，尚应配备一套φ54×6mm普通钻杆和相应的钻具。

4.对取心工具的要求

现有的绳索取心钻具在一般地层可以保证岩矿心采取率，而对于蚀变带、破碎带岩矿心的采取应研制或引进质量可靠的取心钻具。石油钻进取油心的钻具质量可靠，但外径较大。如何根据石油采心钻具的结构，研制出φ75mm口径的质量钻具，将是实践中探索研究的内容。

5.对钻头结构和寿命的要求

深孔钻进使用绳索取心钻进工艺，由于钻杆外径与孔壁环状间隙较小，冲洗液在孔底循环时压力损失较大，随着钻孔的不断加深，泵压会急剧增高，影响正常作业。根据孔深、岩石松软破碎程度、是否使用泥浆等具体情况，适当加大钻头外径，控制在2～5mm之间。同时还应遵循钻头排队使用等技术规则。

深孔钻探用钻头，要有较高的使用寿命和钻进速度，延长钻头在孔底的工作时间，最大限度地减少起下钻次数。目前我国金刚石机械岩心钻探所用的钻头，多为国产人造金刚石孕镶钻头，金刚石级别偏低，钻头寿命偏短。在钻孔深度超过1000m之后，回转阻力增加，孕镶金刚石钻头所需要的高转速开不起来，可考虑采用天然金刚石表镶钻头或研制高寿命的人造金刚石孕镶钻头。为提高硬岩钻进效率，多准备异性唇面的金刚石钻头。

(二)深孔钻探施工设计与技术

1.深孔钻探施工技术设计

深孔钻探投入较大，地质期望值较高。要保证每个钻孔达到设计目的，必须有一套完整的施工技术方案，即按钻孔编制《单孔施工组织设计》。设计包括矿区地层条件和岩石的物理机械性质，设备与动力的选择，钻探机具与钻进方法的选择，钻孔结构与技术套管设计，冲洗液与钻进参数，质量与安全措施，效率与施工进度设计，施工组织与管理等。

2.钻孔结构与钻孔口径

根据地质设计要求，首先确定钻孔的终孔口径，再依据地层的复杂程度、采用的冲洗液类型、护孔方法、工艺技术，按照经济实用的原则，确定钻孔的孔身结构。

内生金属矿床岩石较硬，可能存在大量的破碎带，一个钻孔可以见到数层或数十层矿。2000m以浅的钻孔，终孔口径确定在φ75mm，若大于2000m，终孔口径确定在φ60mm。

岩石相对完整，钻孔结构简单。开孔口径φ110mm，以φ75mm绳索取心钻进至终孔，φ60mm口径做备用。

钻孔岩石比较破碎，节理、裂隙发育，破碎带、断层频繁出现，必须采用泥浆有效地护壁。这类钻孔开孔口径可以设计到φ150mm或φ130mm，准备φ127mm、φ108mm、φ89mm技术套管。仍以φ75mm为常规口径，φ60mm为备用口径。特殊情况下，φ75mm绳索取心钻杆也可以作为技术套管。

地质设计需要孔内测井或进行井中物探方法试验时，应根据入井仪器的外径确定钻孔的终孔口径，依次确定上部的钻孔结构。深孔施工费用较高，一次性投入较大，但获取的地质信息量也是大量的，当地质部门对钻孔口径有特殊要求时，应以地质部门设计为准。

3.深孔钻进冲洗液配方及性能指标

深孔钻进岩层复杂程度要比浅孔高若干倍，施工难度大，因而冲洗液的性能应满足深孔钻进要求。当进入一个新区，缺乏深部岩层资料时，从开孔就以泥浆作为冲洗液，在保证孔壁稳定的同时，简化钻孔结构，减少技术套管的入井量。根据不同地层条件，泥浆配方和性能指标推荐如下:

(1)较稳定地层采用不分散低固相泥浆。制备1m3泥浆，加粘土粉30～40kg，Na2CO31～2kg，水解聚丙烯酰胺(PHP)0.2kg，聚丙烯酸钙(CPA)0.2kg。泥浆性能:相对密度1.02，黏度18～20s，失水量小于20mL/30min。

(2)水敏地层、坍塌掉块地层的泥浆(腐殖酸钾泥浆)。制备1m3腐殖酸钾泥浆，加粘土粉50～80kg，Na2CO33～4kg，腐殖酸钾3～5kg，Na-CMC0.5～0.8kg。泥浆性能:相对密度1.15～1.20，黏度20～30s，失水量4～10mL/30min，pH值9～10。

(3)裂隙地层、涌水地层的泥浆(钠羧甲基纤维素泥浆)。制备1m3的泥浆，加粘土粉150～200kg，纯碱5～10kg，Na-CMC6kg。泥浆性能:相对密度1.3，黏度30～40s，失水量小于8mL/30min。

当有深部岩层资料后，完整地层可选用清水加润滑剂或无固相冲洗液，以实现快速钻进。

深孔钻进应针对地层的复杂程度合理配置泥浆并保持良好的护壁性能，将有利于钻进效率和钻孔质量的提高。深孔钻进必须配备泥浆性能指标测试仪，建立良好的泥浆循环系统，并配备有效的除砂设备。泥浆性能指标随着钻孔的逐步加深、岩性变化适当调整。

4.钻进技术参数

深孔钻进的钻压和转速不同于普通的浅孔，在800m以前的孔段可采用常规的钻进参数，当孔深大于800m之后，只要钻机有能力，尽量保持高转速，压力应根据岩石力学性质、可钻性、钻头的唇面形状和防斜的需要适时调整，泵量则根据环状间隙和钻进效率适度调整。

5.预防孔斜措施

地层促斜作用，导致钻孔严重弯曲。河南省桐柏县大河铜矿区设计钻孔顶角8°，孔深400m时钻孔轨迹偏离勘探线60m国内某钻探公司在非洲施工，孔深1300m时偏离勘探线300m，钻孔严重弯曲导致未能钻穿预想的隐伏矿体，使巨额投入未达到地质目的。深孔钻进在防斜方面应采取如下措施:控制钻杆与孔壁间隙采用不同类型的钻头，并控制钻压在用加大尺寸钻头时，使用扶正器换径时采用导正钻具。

6.深部钻孔的测井技术

深孔钻探除采取岩矿心、地质编录外，还应采用孔中物探测井技术，提高钻孔的利用程度，为地质找矿获取更多的地质信息。

7.开展深孔钻进技术攻关活动

深孔钻探投入大，周期长，风险高，钻探施工单位应结合具体情况组建钻探技术攻关小组，着重开发研究解决如下技术:老矿山周边采空区钻进与护壁，深孔钻孔结构设计，技术套管入孔与起拔，随钻测斜与纠斜技术，深孔定向钻进与分支孔施工技术，复杂地层钻进与取心技术等。

四、深孔钻探的组织与管理

1.深孔钻探施工的管理

深孔钻探包括施工组织和钻探技术两个方面。钻探技术和设备选型与配套前面已经叙述，生产的组织和管理也十分必要。超深钻孔的施工，我局经验不多，三队今年在山西省翼城县铁矿异常验证钻探施工中完成了一个深度1076.50m的钻孔，是我局在内生金属钻探方面施工的第一个深孔，积累了一定的深孔施工经验。但是此孔事故较多，施工时间过长，经济效益不高。

深孔钻探施工在设备器具配套的前提下，要有高水平的技术管理人员指导钻探作业施工，更需要熟练的技术工人来操作。今后在深部勘查中，将会设计更多的超深钻孔，钻探施工如何保证完成任务，将是我们面临的问题。目前情况下，局队两级管理部门应有钻探技术人员负责钻探生产的管理和技术研究，并需要培训一批熟练的技术工人。在设备购置、技术研究、人员培养等方面，重点向深孔钻探施工方面倾斜。

2.钻探技术工人的培养与使用

为发挥现有油压钻机和全液压钻机的作用，积极为地质找矿服务并取得经济效益，在组织管理方式方面需进行优化。应有技术和管理人员负责钻机的使用和维修，建议千米钻孔每台钻机配技术工人7人(机长1人、班长3人、钻工3人)，其他8～10名工人可采用雇用临时用工的形式解决。钻探技术工人要经过技术培训，固定使用。工作作业方式按三班八小时工作制，既保证生产的正常进行又保持工人有良好的体力，最大限度地挖掘设备和人力资源的潜力。1500～2000m深孔施工，采用4班6小时工作制，技术工人足额配置，并配备2～3名技术人员。

目前全局岩心钻机有30台套，每台钻机按7名技术工人配置需要210人，但目前能胜任钻探工作的技术工人较少，且年龄偏大，需要招收一批合同制工人来操作钻机。河南省煤田地质局招收合同制工人的经验值得我们借鉴。首先，这批工人在技工学校通过钻探专业的技术培训其次，通过社会保障部门与工人之间签订长期用工合同再次，合同制工人按企业用工的方式管理，单位为工人缴纳基本养老保险、医疗保险、失业、工伤和生育等保险，缴费基数、缴费比例、享受待遇等均与社会企业工人一视同仁最后，合同制工人在工作期间享受同等待遇。所招收的工人其身份是合同制，隶属于当地劳动保障部门。除合同制技术工人之外，钻机上还需要普通工人，考虑到地勘行业工作的特殊性，这批人可以采用随用随聘的方式，并与工人签订临时用工合同，以保障钻机满员，尽力发挥技术设备的作用。

3.钻探装备的配套

近年来两权价款设备购置费的注入，使我局的钻探设备得到更新，但是在应用中存在钻杆不配套问题。比如XY-5钻机在购置时配备φ71mm绳索钻杆，正常情况下可以保证施工，岩层复杂、钻孔坍塌漏失，需要频繁提钻或注水泥浆护壁时，绳索钻杆就失去了优势。建议每个地质队应配置一套普通钻杆以适应钻探生产的需要。

4.优惠政策与要求

为保证全局现有钻探设备发挥应有的作用，在我局地勘单位钻探工作量向外发包时，优先考虑自己内部的钻机，给他们创造一个较为宽松的内部环境。局内部钻探设备的使用在现阶段以队为单元，若集中力量向社会上承揽工程时，则以岩土公司和四队为龙头，发挥他们甲级资质和管理的优势。局内部各种类型的设备应建立台账，提高设备的有效利用率，按时提取设备折旧费，不得将设备租赁给个人经营。