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    近日,由北京探矿工程研究所研发的“一种具有温度压力监测功能的深海浸油电机装置”(专利号ZL202322301264.8)和“一种深海浸油电机性能测试实验装置”(专利号ZL202322306489.2)获国家实用新型专利授权。

    其中,专利“一种具有温度压力监测功能的深海浸油电机装置”将电机封装在充满液压油的耐压密封壳体中,通过传感器实时监测电机的温度和压力并及时调整工作参数,能有效避免海水腐蚀电机,保障电机水下工作稳定,延长电机使用寿命。配套研发的深海浸油电机性能测试实验装置,能够模拟深海低温高压环境,实时监测浸油电机的工作参数。该装置通过了超过20MPa的压力测试。

     

    探矿工程所深海浸油电机装置获2项国家实用新型专利授...

    由中国地质调查局武汉地质调查中心提出的“A type of basalt fiber anchor cable and its monitoring system”(专利号2029193)获荷兰国际发明专利授权,“一种复合结构锚索钢制连接器注胶装置及注胶方法”(专利号ZL 202110573598.3)获国家发明专利授权,“一种玄武岩纤维筋锚索锚固性能测试装置”(专利号ZL 202121340069.0)、“一种玄武岩纤维筋锚索防腐结构”(专利号ZL 202122119474.6)获国家实用新型专利授权。  
    上述授权专利提出了新型托盘式锚索结构,改进了复合结构锚索制作过程中的注胶装置与工艺,创新了应力围限约束条件下锚索锚固性能多参数测试装置及方法,优化了锚索防腐结构,大幅提升了锚索整体锚固性能,并结合分布式光纤传感技术实现了锚固结构系统健康状态的长效动态监测,有效解决了工程应用过程中的关键技术难题。  
    截至目前,武汉地质调查中心围绕玄武岩纤维筋新型锚索的结构与制作工艺、设计施工方法、性能测试装置、健康自动监测系统等方面的技术创新,已获专利授权9项。相关专利技术已成功应用,具有广阔的工程应用前景。  
     

    武汉地调中心在地质灾害新型绿色防治技术领域再创佳...

    由地调局航空物探遥感中心承担的“北秦岭华阳川地区直升机航空TEM测量”子项目11月底正式开工,已完成生产工作量200余测线公里,各项指标均达到设计书中规定要求。

    在正式开工前,项目组先后完成了TEM系统集成、静态性能测试、不同基频测试飞行以及测量效果对比等工作,测试各项指标均达到要求。与以往测区相比,北秦岭华阳川地区地形起伏剧烈、气流变化复杂、人文干扰较多,飞行难度很大。针对勘查区诸多的影响因素,在正式飞行之前,项目组带领飞行员奔赴测区仔细查看测区地形,并进行了测区视察飞行。同时,还安排了两架次的试验飞行,确定合理的飞行方法与飞行高度,确保每个架次飞行都能获得最佳测量效果。

    “北秦岭华阳川地区直升机航空TEM测量”子项目的开展,对于提高北秦岭华阳川地区矿产资源探查程度、提升测区内地质成果解释精度、提升航空物探遥感中心在直升机TEM系统应用能力与水平等方面均有重要意义,为今后在复杂地形地区开展直升机航空TEM测量积累了实际应用经验。

    北秦岭华阳川地区直升机航空TEM测量顺利开工

    “读大学的时候,老师告诉我,分析是地球化学研究的眼睛。自1983年8月从成都地质学院岩矿分析专业毕业后,我一直在物化探研究所中心实验室从事地质分析实验测试技术的研究工作。在超过30年的时间里,我努力将地球化学研究这双‘眼睛’擦得更亮。”在采访中,张勤这样介绍自己。

     

    看起来年轻,语速快,活力四射,这是1962年出生的张勤留给人的印象。

     

    张勤,国土资源部地球化学勘查监督检测中心主任、技术二级岗,凭借对学科发展方向的把握和突出的科研成果,在地质分析尤其是地球化学样品分析领域名气不小。

     

    在他的带领下,实验室学术科研成就硕果累累。尤其是在分析仪器研发、标准物质研制、分析方法技术研究及推广等方面,其成就堪当国际先进水平。

     

    从第一台到世界领先

     

    “可以说,30多年来,我见过、用过地球化学分析的各种仪器。从调试、维修到改造,我都想亲自参与。”

     

    说到分析仪器研发,原子荧光光谱仪算是张勤团队标志性的科研成果。

     

    从1983年第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪的安装调试,到2016年世界领先水平的全自动双通道原子荧光光谱仪的问世,张勤经历与见证了国产原子荧光光谱仪30多年的发展历程,在原子荧光光谱仪(法)的研究领域具有较大影响力。

     

    1983年,物化探所与西北冶金地质研究所合作,成功研制了世界上第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪。张勤负责XDY-1型和WYD-1型仪器生产样机的总调试和XDY-1型双道原子荧光仪第一台样机的性能测试。后来,该仪器由北京地质仪器厂和江苏省宝应无线电厂批量生产,在全国销售约400台,产生了巨大的社会经济效益。

     

    1985年,张勤带领团队研制了应用低压汞灯新光源测定超痕量汞的新方法。该方法具有检出限低、干扰少、设备简单、经济和便于普及推广等优点,技术和装置售出近200套。1986年起,该方法成为物化探所中心实验室测定痕量汞的常规分析方法,已分析样品十几万件,并被国内100多家实验室广泛应用于科研生产中。

     

    1993年,张锦茂(张勤进入中心实验室后的老师)、张勤等创新提出了“氩氢火焰低温自动点燃分析技术和装置”国家实用新型专利技术,彻底改变了氢化物的原子化机理,提高了分析灵敏度,降低了测定检出限,为仪器最终取得突破性进展奠定了基础;成功研发了气体发生-单通道原子荧光光谱仪,性能指标达到国际领先水平。该仪器由仪器研制中心产品化,形成了XGY系列气体发生-原子荧光光谱仪,现已生产销售400多台套,在各大分析实验室得到了广泛应用。

     

    2016年,新一代全自动气体发生-原子荧光光谱仪诞生。该仪器拥有20多项专利技术,具有独立知识产权,有望成为世界领先的新一代原子荧光分析仪器。

     

    据张勤介绍,目前,由原子荧光光谱研发团队研究建立的地球化学样品中痕量As、Sb、Bi、Hg、Se、Ge等元素的分析方法,已成为1∶50000地球化学普查、1∶250000地球化学勘查和1∶250000多目标地球化学调查等地质样品多元素配套分析方法必采用的重要方法技术。

     

    谈及仪器研发,他淡淡一笑。“1996年,我34岁,当实验室副主任,搞仪器研发是被‘逼’出来的。”“其实,最初坚持搞仪器研发,最实际的是为了解决分析应用方面的问题。当时设备落后,能够分析的元素种类并不是很多——努力研发仪器就是为了完成更多元素的分析检测,以争取更多的市场工作量,增加整体收益。”

     

    “但是30多年来,原子荧光光谱(AFS)研发团队一直保持4~6人,至今已研发成功原子荧光系列仪器多套,获得国家实用新型专利20多项。”张勤介绍说。

     

    为样品分析质量监控保驾护航

     

    富硒土地资源是当下农业开发利用的热点,其分布由地质背景和土壤性质决定。

     

    1999年,在中央财政支持下,中国地质调查局开始组织实施全国多目标区域地球化学调查,并陆续为我国东、中部平原盆地的主要农业产区给出答案。截至2014年底,该项工作完成调查面积188万平方千米,基本覆盖了我国东、中部平原盆地等主要农业产区,获得了我国长期以来最为系统、精度最高的土壤各项元素指标数据3000余万个。

     

    在调查基础上,工作人员从地质地球化学角度系统研究了土壤中有益和有害元素的迁移、转化、富集规律,弄清了这些元素从哪里来又到哪里去,并对生态环境的变化趋势进行了预警预测研究。截至目前,全国多目标区域地球化学调查已系统分析土壤有益、有害元素等各项指标54种。

     

    在实施全国多目标区域地球化学调查过程中,张勤承担完成了地质大调查项目“多目标地球化学调查系列标准物质研制”。该项目研制完成的15个水系沉积物标准物质、12个土壤标准物质、10个生物标准物质,已被批准为国家一级标准物质,在全国地质、环境和食品检测等领域得到广泛应用。

     

    另外,作为原子荧光光谱仪研发的资深专家,张勤还参加制定了国家标准《GB/T21191-2007原子荧光光谱仪》,行业标准《DZ/T 0130-2006地质矿产实验室测试质量管理规范》中的《DZ/T 0130.4-2006区域地球化学调查(1∶50000和1∶200000)样品化学成分分析》、《DZ/T 0130.5-2006多目标地球化学调查(1∶250000)土壤样品化学成分分析》等,为地质样品分析质量监控保驾护航。

     

    方法研究连结硕果

     

    在分析方法技术研究方面,张勤提出了溶出计时电位法的新定义、新分类及新校正公式,首次研发了COSC法测定痕量元素新的分析方法;提出了测定痕量铊元素新的吸附-解脱体系;提出了测定痕量硒和锗的新分析方法,使常规VG-AFS法测定元素数由4个增加到6个。

     

    1998年,他在国内首先引进“将ICP-OES/MS用于地球化学样品中多元素常规分析”,对ICP-OES/MS在地质实验室的引进推广应用起到了关键性的推动作用,为地质与地球化学研究提供了重要的技术支撑。

     

    他承担完成的地质大调查项目优秀级成果“勘查地球化学样品中测试方法技术和质量监控系统的研究”,以现代大型分析仪器ICP-MS、XRF和ICP-OES为主体,结合其它多种专用仪器与技术,创新提出了地球化学样品76种元素配套方法及分析质量监控系统。该成果已在1∶20万区域化探扫面39元素分析、多目标地球化学调查54元素分析及76元素地球化学填图计划中得到具体应用,多种分析方法已被全国地质实验室推广采用,取得了巨大的社会经济效益。该项目成果获2011年度国土资源科学技术奖一等奖。

     

    目前,我国在地球化学样品分析方面开展了大量的工作,但相应的标准制订严重滞后。

     

    据悉,公益性行业科研专项《地球化学调查元素配套分析方法标准化研究》已经在张勤主持下有序开展,将制定地球化学调查样品中76种元素配套分析方法。“该项目研究成果将会申报成为地质行业标准,为地球化学样品的分析测试提供技术和标准支持。该系列标准的制定将推动地球化学调查样品分析工作的快速发展。”张勤表示。

     

    独一无二的技术服务

     

    张勤说,中心实验室最大的特点是研究开发的新分析方法和技术全面应用于科研生产中。“我们的实验室面向社会开放,我们最优质高效的地质分析技术服务向社会开放。这恐怕在世界范围内都是独一无二的。”

     

    张勤曾应邀两次在国际会议上做专题发言,在全国地矿行业(地质、冶金、有色等实验室)做专场技术讲座和技术推广也超过上百场次,接待来实验室短期参观、无偿学习的实验室上百家,达上千人次。这些都为“勘查地球化学样品中76元素测试方法技术和质量监控系统的研究”等研究成果及ICP-MS、XRF和ICP-OES等新方法新技术在地矿行业的推广应用,以及推动现代分析技术在国土资源领域的广泛采用做出了贡献。

     

    据张勤介绍,中心实验室除了承担物化探所勘查地球化学专业的各类样品分析外,还大量承担了国家级地质研究所、地质院校所的973、863、行业基金、国家专项等科研项目中各类样品的分析任务;同时,为巴西、哥伦比亚、蒙古、欧盟等完成76元素国际地球化学填图样品分析任务,提供了巨量的优质分析数据,为地质科研做出了显著贡献。

     

    “我是妻子眼中的‘路人甲’。我的时间全部用来做好‘器械销售’、‘技术推广’、‘售后服务’这些角色了。”说到自己的时间分配,张勤有些无奈。

     

    经过53年的发展,如今的中国地质调查局物化探所已建立了具有国际一流水平的化学分析实验室,拥有许多现代分析设备,如HR-ICP-MS、ICP-MS、ICP-AES、XRF、GC-MS、AAS、AES等;具用76种元素的分析能力;研制了一系列高质量的标准地球化学物质,如土壤、水系沉积物、岩石、植物等,这些标准物质均可用于地球化学填图的分析质量监控工作。

     

    队伍建设与人才培养是一个部门能够持续发展并保持专业领域领先地位的核心动力。中心实验室现有专业技术及管理人员共29人,其中研究员1人、教授级高级工程师5人、高级工程师7人、工程师8人、初级职称4人、技术工人4人。

     

    今日之实力已远非张勤初任负责人时能比。

     

    而他本人先后承担“863计划”、部重点科技公关项目、公益性行业科研专项项目和地质大调查项目等10多项,发表论文100余篇,参加编写出版专著4部,参与制定国家标准1项、行业标准2项,获国家专利30多项。

     

    他还入选了“国土资源高层次创新型科技人才培养工程——科技领军人才”培养计划;获中国地质科学院新华联突出贡献奖。这一切来之不易。在以地质研究和找矿工作为重点的国土资源系统,分析测试专业常被人当作就是为地质和找矿工作提供分析数据的“服务性”专业,因此,在分析测试领域能获得这两个荣誉的比例极低。

     

    “其实,很多引进的仪器,在国内国际的同类实验室中都有。关键在于怎么用创新的思路去用。”张勤说,中心实验室的仪器设备等硬件设施在国内地质分析实验室算不上是最好的,但是中心实验室却做出了许多“第一次”;多种方法技术不仅在地质实验室得到了推广应用,也引领了有色、冶金、石油等其他相关分析实验室的技术发展。原因就在于,中心实验室是立足实际样品的分析需要,创造性地进行新方法新技术的开发,科研与实际生产完美结合——这是中心实验室最显著的特色,也是建设国内领先、国际一流的地球化学分析测试研究中心所必须具备的。

     

    张勤在实验室

    擦亮地球化学研究的“眼睛”


      张勤,男,1962年5月生,四川汉源人,中共党员,二级研究员。自1983年8月从成都地质学院岩矿分析专业毕业后,一直在物化探研究所中心实验室从事地质分析实验测试技术的研究工作。先后承担“863计划”、部重点科技公关项目、公益性行业科研专项项目和地质大调查项目等10多项,发表论文100余篇,参加编写出版专著4部,参与制定国家标准1项、行业标准2项,获国家专利三十多项。获得国土资源部科技领军人才、中国地质科学院新华联科技奖等荣誉;科研成果先后获国土资源科学技术奖一等奖1项(排名第一),国土资源科学技术奖二等奖、中国分析测试协会“CAIA奖”二等奖、中国地质调查局地质调查成果奖二等奖等奖项7项。先后被国内三所大学聘为研究生导师,已指导硕士、博士研究生9名。

      谢学锦院士曾说过“分析是地球化学研究的眼睛”,而张勤研究员30多年来一直从事地质样品分析的研究和生产工作,努力将地球化学研究的这双“眼睛”擦得更亮。在分析仪器研发、标准物质研制、分析方法技术研究及推广等方面取得了创新性成果,为推动现代分析技术在国土资源领域的广泛采用做出了突出贡献。

      仪器研发——国产原子荧光光谱仪发展的见证人与主要开发者

      从1983年第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪的安装调试到2016年世界领先水平的全自动双通道原子荧光光谱仪的问世,张勤研究员经历与见证了国产原子荧光光谱仪30多年的发展历程,在原子荧光光谱仪(法)的研究领域具有较大影响力。

      1983年物化探所与西北冶金地质研究所合作,研制成功了世界上第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪,张勤研究员完成了XDY-1型和WYD-1型仪器生产样机的总调试和XDY-1型双道原子荧光仪第一台样机的性能测试,该仪器由北京地质仪器厂和江苏省宝应无线电厂批量生产,在全国销售约400台,产生了巨大的社会经济效益。

      1985年研制了应用低压汞灯新光源测定超痕量汞的新方法,具有检出限低、干扰少、设备简单、经济和便于普及推广等优点,该技术和装置售出近200套。自1986年起,该方法就成为物化探所中心实验室测定痕量汞的常规分析方法,已分析样品十几万件,并在国内被100多家实验室广泛应用于科研生产中。

      1993年张锦茂、张勤等创新提出了“氩氢火焰低温自动点燃分析技术和装置”国家实用新型专利技术,彻底改变了氢化物的原子化机理,提高了分析灵敏度,降低了测定检出限,为仪器最终取得突破性进展奠定了基础。研发成功了气体发生-单通道原子荧光光谱仪,性能指标达到国际领先水平。该仪器由仪器研制中心产品化,形成了XGY系列气体发生-原子荧光光谱仪,现已生产销售了400多台套,在地质等分析实验室得到了广泛应用。

      2016年张勤研究员带领研究团队研发成功了拥有二十多项专利技术、具有独立知识产权的新一代全自动气体发生-原子荧光光谱仪,该仪器有望成为世界领先的新一代原子荧光分析仪器。

      标准物质研制与标准制订——为地质样品分析质量监控保驾护航

      张勤研究员承担完成的地质大调查项目“多目标地球化学调查系列标准物质研制”,研制完成了15个水系沉积物标准物质、12个土壤标准物质、10个生物标准物质,已批准为国家一级标准物质,在全国地质、环境和食品检测等领域得到广泛应用。

      参加制定国家标准《GB/T21191-2007原子荧光光谱仪》,参加制定行业标准《DZ/T 0130-2006地质矿产实验室测试质量管理规范》中的《DZ/T 0130.4-2006区域地球化学调查(1:50000和1:200000)样品化学成分分析》和《DZ/T 0130.5-2006多目标地球化学调查(1:250000)土壤样品化学成分分析》。

      分析方法技术研究——保证分析数据科学、准确的技术基础

      张勤研究员提出了溶出计时电位法的新定义、新分类及新校正公式,首次研发了COSC法测定痕量元素新的分析方法;提出了测定痕量铊元素新的吸附-解脱体系;提出了测定痕量硒和锗的新的分析方法,使常规VG-AFS法测定元素数由4个增加到了6个,并在科研生产中推广采用。

      1998年在国内首先引进将ICP-OES/MS用于地球化学样品中多元素常规分析,为ICP-OES/MS在地质实验室的引进推广应用起到了关键性的推动作用,为地质与地球化学研究提供了重要的技术支撑。

      承担完成的地质大调查项目优秀级成果“勘查地球化学样品中76元素测试方法技术和质量监控系统的研究”,以现代大型分析仪器ICP-MS、XRF和ICP-OES为主体,结合其它多种专用仪器与技术,创新提出了地球化学样品76种元素配套方法及分析质量监控系统。该成果已在1:20万区域化探扫面39元素分析、多目标地球化学调查54元素分析及76元素地球化学填图计划中得到具体应用,多种分析方法已在全国地质实验室推广采用,取得了巨大的社会经济效益。该项目成果获2011年度国土资源科学技术奖一等奖。

      张勤研究员正在承担公益性行业科研专项项目“地球化学调查元素配套分析方法标准化研究”,总经费663万元,该项目研究成果将会申报成为地质行业标准,为地球化学样品的分析测试提供技术和标准支持。

      技术服务——为地质研究提供巨量基础数据

      张勤研究员自1999年至今担任中心实验室主任兼技术负责人,带领和组织中心实验室全体科研人员将研究开发的新的分析方法和技术全面应用于科研生产中,特别是将实验室面向社会开放,为社会各界提供优质高效的地质分析技术服务。中心实验室除了承担本所勘查地球化学专业的各类样品分析外,还大量承担了国家级地质研究所、地质院校所承担的973、863、行业基金、国家专项等科研项目中各类样品的分析任务,以及为巴西、哥伦比亚、蒙古、欧盟等完成76元素国际地球化学填图样品分析任务,提供了巨量的优质分析数据,为地质科研做出了显著贡献。十六年来实验室技术服务总收入1.5亿元,累计产生净效益7000多万元,完全满足实验室的可持续发展。张勤研究员在分析方法的确定、质量监控系统的制定、分析质量的控制和审核以及实验室的全面运行管理方面做出了巨大的贡献,使中心实验室在国内外地质分析行业具有较高的知名度,为地质科研起到了重要的技术支撑作用。

      技术推广——积极推动行业进步

      张勤研究员应邀在国际会议上做专题发言两次,在全国地矿行业(地质、冶金、有色等实验室)做专场技术讲座和技术推广近百场次,接待来实验室短期参观、无偿学习培训的实验室达上百家,有千人次。为“勘查地球化学样品中76元素测试方法技术和质量监控系统的研究”等研究成果及ICP-MS、XRF和ICP-OES等新方法新技术在地矿行业的推广应用,以及推动现代分析技术在国土资源领域的广泛采用做出了突出贡献。

      科学研究没有止境,张勤研究员一直满怀激情与创新精神在科研的道路上披荆斩棘,为中国的地质事业贡献着自己的力量。



    张勤

    近年来,中国地调局成都综合所紧紧围绕部局中心任务,密切跟踪经济发展新常态,持续关注矿产资源综合利用热点、难点、焦点问题。坚持科技创新,狠抓成果转化,围绕国家重要经济带和紧缺急需矿种,在难利用铁矿资源综合利用技术、难利用有色多金属矿资源综合利用技术、难利用铝矿资源综合利用技术、稀有稀散稀土金属矿综合利用技术、中低品位难选磷矿高效选矿技术和矿物岩石性能测试新技术等六大业务领域取得了显著的成果。

    攀西钒钛磁铁矿、稀土选冶技术、中低品位铝土矿、鮞状赤铁矿等一批科研成果引起了中央人民政府门户网站、《人民日报》、央视网、新华网、中国新闻网等多家中央媒体的关注。行业主流媒体《国土资源报》、《中国矿业报》、国土资源部门户网站、《中国地调报》等也及时对矿产综合利用重大典型、重要成果、重点工作进行宣传推介,不断增强了新闻宣传的渗透力,体现了成都综合所在构建复杂难选冶矿产资源利用关键技术体系中的重要作用。

    2015年,成都综合所不断拓展新闻宣传覆盖面,不仅积极与主流媒体合作开展成果推介,利用网络新媒体用户覆盖面广、传播速度快、获取信息及时等优势,申请开通了腾讯微信公众号,同时将各大主流媒体刊发的重点新闻稿件汇编成册,向来访企业、兄弟单位推介科研成果,为部门洽谈业务、开展合作,提供了保障。

    成都综合所编印新闻宣传成果集
     

      2014年在严峻的市场形势下,中国地调局成都综合所狠抓成果转化和科研市场,纵向和横向科研收入同步实现逆势增长20%以上,显示出科研工作抗拒市场风险的能力得到进一步增强。但2015年,面临矿业经济形势需求持续低迷、投资疲软、矿企压力陡增。同时,面对科技体制改革等带来的一系列问题,成都综合所将如何适应新常态,有效推进矿产资源综合利用?3月13日,在所五届七次职代会暨全体职工大会上,所长刘亚川在《2015年所长工作报告》中对沉着应对,积极作为,牢牢抓住深化改革,奋力推进2015年各项工作,稳步迎战新常态作了具体的工作部署。副所长、纪委书记、党委副书记胡泽松、副所长陈炳炎出席会议。全体职工代表和列席代表围绕所长工作报告进行了并进行了分组讨论。

      2015年成都综合所将以党的十八大和十八届三中、四中全会精神为统领,认真落实全国地质调查工作会议的总体部署,积极应对国家科技体制改革和地调工作新形势带来的深刻变化,坚持科研主业不动摇,坚持一手抓科技创新,一手抓成果转化不动摇,坚持国内国际两个市场不动摇,抓业务、带队伍、强管理、出成果、出人才,着力建设科研创新平台,壮大经济实力,增强发展后劲,为全所的可持续发展奠定坚实基础。

      会议认为,面对新常态,要有效推进矿产资源综合利用,成都综合所全体职工必须积极作为,紧紧围绕国家生态文明建设的总要求,以国家紧缺矿种和战略性资源为重点,开展矿产综合利用重大关键技术持续攻关和矿产资源节约集约利用新工艺新技术新方法的科技创新。作为中央公益性地质调查队伍,一要正确认识和理解国家地质工作对矿产综合利用科研工作的需求,积极准备新项目,用地调项目打造“金刚钻”到市场中抢“瓷器活”;二要正确认识和理解国家科技工作对矿产综合利用科研工作的需求,探索如何在激烈的竞争环境中争取国家项目;三要探索新机制,加强与企业高校合作申报项目。

      “不谋万世者,不足以谋一时。”经济发展固然应解决眼前所急,但着眼全局、立足长远,方为制胜之本。全面深化改革、主动适应地调科研新常态,成为在逆境中事关2015年成都综合所发展全局的“胜负手”。

      会议要求,在新形势下,成都综合所将努力维持传统专业优势,全力支持新兴领域发展,增强科研工作的方向性和针对性,围绕国家重要经济带和紧缺急需矿种,开发难利用铁矿资源、难利用有色多金属矿资源、难利用铝土矿资源、稀有稀散稀土金属矿、中低品位磷矿和矿物岩石性能测试新技术等六大业务方向,促进学科平衡发展。其次,在满足国家对地质科研、矿产综合利用总体要求的前提下,除做一些前沿、新工艺技术储备外,在地调项目的支持下,还要紧密结合当前企业选冶工艺需求的实际,在药剂和设备创新方面下功夫,多做项目成果能得到转化的项目,为争取横向市场项目做好技术储备。

      就矿产综合利用研究所的优势技术而言,铝土矿综合开发利用要进一步开展脱硅药剂的研发,提高新药剂在我国铝土矿工业实践上的适应性能;三稀金属矿产等要以纵向项目为依托,开展新方法、新药剂的研究,形成全国范围内的优势学科;钒钛磁铁矿研究要在工艺和药剂方面开拓思路,利用现有项目积极创新,确保钒钛磁铁矿科研工作水平继续占有国内领先地位;积极支持新技术的研究开发,特别是生物冶金、焙烧等技术的研究工作,促使科研成果尽快转化为现实生产力。

      会议对2014年度两个优秀创新团队进行了表彰,对2014年度先进工作者、精神文明、新闻宣传、科技成果、专利论文进行了表彰奖励。
    成都综合所召开五届七次职代会暨全体职工大会

    2022年1月2日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所“海洋地质保障工程配套装备项目6000米ARV系统”湖试验收会议在杭州市千岛湖召开,预计该系统2022年6月前完成海试验收并装备海洋地质九号船。

    据介绍,该系统在自主/遥控模式下的测深侧扫、浅地层剖面、重磁、CTD等测量作业,自主/遥控模式下的水下目标物观测及航行拍摄,遥控模式下的表层沉积物短柱状样、表层固体样品、表层水样等样品等近海底取样作业,水中重量≤50千克的任务负载搭载作业等方面填补青岛海洋所海上调查能力空白。

    此次湖试共历时26天,主要进行了遥控航行测量、自主航行测量、水下定点作业、带缆自主航行搜索等作业模式综合测试,并进行了水下重磁力仪搭载、机械手取样、应急抛载及回收释放模拟等单项测试。经测试,系统各项技术指标均满足设计要求,其中推进系统实测续航力≥25小时(设计指标10小时)、机械手实测最大臂展1.5米(设计指标1.4米)、最大实测航速3节(设计指标2.5节)高于设计技术指标。湖试期间进行了ARV系统各项性能测试评估及人员培训工作。

    会议指出,6000米ARV系统可近海底开展海洋环境调查、生物多样性调查、深海极端环境原位探测和深海矿产资源调查等深海科考工作,是青岛海洋所深海科学研究的又一重器。

    青岛海洋所装备处和技术方法室、中国科学院沈阳自动化研究所等有关人员参加验收会议。

     

     

     

     

     

     

     

     

    青岛海洋所6000米ARV系统顺利完成湖试

    近日,由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所自主开发的“ARGO深海浮标监控系统V1.0”(登记号:2021SR0725207),“Argo浮标测试系统V1.0”(登记号:2021SR0725208),“海洋重力数据校正软件V1.0”(登记号:2021SR0539852)和“一维电磁正演软件V1.0”(登记号:2021SR0532400)获得国家版权局计算机软件著作权登记。

    据悉,在深海Argo浮标的研发、调试、湖试、海试以及产业化应用中,需要实时监测、显示、储存浮标各子系统的关键性能参数。针对此需求,青岛海洋所研发团队技术人员基于C语言开发了“Argo浮标测试系统V1.0”和“ARGO深海浮标监控系统V1.0”两套应用软件。其中,“Argo浮标测试系统V1.0”能够实现Argo浮标系统性能测试、指令传达、数据存储等功能,可有效服务Argo浮标研发过程中的调试及后续海试;而“ARGO深海浮标监控系统V1.0”主要用于Argo浮标剖面运动过程中的数据采集与存储、甲板控制、指令与数据传输、状态显示、数据设置等,两项软件著作权的开发极大地提高了Argo浮标的智能化监测水平。

    技术人员针对海洋重力数据精度会受水平加速度、垂直加速度等因素影响的特点,开发了“海洋重力数据校正软件V1.0”,可对海洋重力原始数据进行零点漂移校正、厄特渥斯校正、正常场校正、空间异常校正和布格异常校正等预处理及数据滤波,实现重力原始数据的快速处理和精度评价。

    随着电磁基础理论、技术手段、仪器设备不断完善,深化研究大地电磁正演技术成为大地电磁数值模拟领域的重要手段。技术人员通过基于交错网格有限差分技术,对分层连续电性介质剖分公式进行了优化,开发了“一维电磁正演软件V1.0”,实现了海洋可控源电磁(CSEM)和大地电磁(MT)高精度正演模拟。

    青岛海洋所此次获批的四项软件著作权,均是面向海洋地质调查与设备研发过程中的实际需求开展了技术研发,在无人潜水器甲板监测控制及海洋重力测量方面具备良好的应用前景,也为后期开展成果转化应用奠定了重要基础。

     

     

     

    青岛海洋所新获四项计算机软件著作权登记

    水库消落带岩体渐进性劣化形成潜在重大新生型滑坡是当前三峡库区地质安全面临的重大挑战,如何有效防控水库消落带岩体劣化是水库地质灾害研究中亟需解决的新问题。中国地质调查局武汉地质调查中心积极探索水库消落带岩体劣化防控的新技术,历时近三年,基于新设计方法、新材料、新工艺相关试验理论研究,试制研发了大吨位玄武岩纤维新型锚索,并成功应用于三峡库区巫峡青石17#顺向坡消落带岩体加固工程,率先建立了三峡库区消落带岩体劣化自动化监测与绿色防护技术研究的综合示范应用点。

    在三峡后续工作地质灾害防治项目“三峡库区重大新生型滑坡形成机理及全库区空间产出位置预测评价”的资助下,系统开展了锚索结构形式比选(夹片式、钢套管粘结式、螺纹锚管式、钢绞线-钢管复合式等)、锚固剂选型、粘结性能测试、现场锚固拉拔试验等研究工作,围绕锚索结构与制作工艺、性能测试装置、自动化健康监测系统等方面,申请了国家发明专利10项,实用新型专利6项,其中3项已获专利授权(专利号:ZL202022421236.6,ZL202023255483.X,ZL202011042600.6)。

    新型玄武岩纤维筋锚索具有抗拉强度高、耐腐蚀性好、耐高温、稳定性高和原材料成本低等优点,是一种绿色环保的轻质锚索,为水库消落带岩体劣化防护提供了新的思路,有望广泛应用于涉水岩土体加固领域。

     

    三峡库区斜坡劣化带新型玄武岩纤维锚索防护技术投入...

    深部钻探是深部探测必要的技术手段之一,目前我国尚缺失5000米以深地质岩心钻探技术与装备,而油气钻井与岩心钻探差异大无法直接应用。“高性能薄壁绳索取心钻杆研制”是中国地质调查局勘探技术研究所牵头承担的国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”下属课题之一,课题通过理论攻关、材质优选、工艺探索等,提出了特深孔绳索取心钻探工艺用管柱口径优化理论,形成了新钻探口径系列与钻(套)管柱规格,成功研制出适用于5000米地质岩心钻探的高性能薄壁绳索取心钻杆。

    自立项以来,课题组针对钻孔口径与管柱规格优化、钻杆的材质优选、涂层制备、钻杆结构设计、加工制造技术等关键问题,多次召开学术研讨,完成了基于环空压耗的口径优化分析、管材性能测试试验、涂层制备与性能分析、接头结构设计及仿真优化及多轮小样试制与台架试验。目前,发表相关论文14篇(其中SCI8篇),受理相关国家专利9项(已授权4项),取得相关软件著作权4项。

    2020年底,基于上述研究工作有序推进,完成了P-5000高性能薄壁绳索取心钻杆研制工作,并通过第三方专业检测机构的检测。主要参数包括:钻杆定尺长度>9.5m、接头螺纹副密封耐压值>20MPa、抗扭屈服能力>45kN•m、抗拉屈服强度>1045MPa(优于V150钢级),达到了项目考核指标和后续工程示范要求,继常规绳索取心钻杆与石油钻杆之后,为高效开展深地勘探提供了又一利器。

    勘探技术所成功研制地质钻探特深孔用高性能薄壁绳索...

    野外试验现场

    工欲善其事,必先利其器。向地球深部进军,急需探向地球深部、揭开深部奥秘的“武器”。地球物理探测技术装备就是其中之一。

    地球物理探测,即通过观测和研究各种地球物理场及其变化来探测地层岩性、地质构造等,是“透视”地球内部的重要手段。长期以来,我国大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口。自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所(以下简称“物化探所”)牵头实施的国家重大科学仪器设备开发专项《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,通过5年努力,提交了一整套工程化的大深度三维电磁探测技术系统,不仅使我国地球物理探测实现了由二维测量向三维测量的跨越,而且推动了我国大深度电磁探测设备的自主化、实用化和产业化进程。

    打破国外技术装备垄断,研发具有自主知识产权的国产化仪器

    三维电磁探测系统的研发和应用,不仅在我国基本为空白,在国外同样也处于起步阶段。针对我国电磁法勘查技术在探测深度、抗干扰能力和测量精度等方面落后的现状,同时也为适应复杂地质条件下地下目标体大深度、多参数、三维精细探测的需求,以物化探所为牵头单位,联合重庆地质仪器厂、成都理工大学、中国科学技术大学、吉林大学,中国地质调查局西安地调中心、南京地调中心,安徽省勘查技术院等单位,实施了《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目,旨在打破国外垄断,实现装备国产化,更好地服务国家能源资源勘查工作。

    对电磁探测技术的研发,物化探所有着多年的技术积累与成果基础。《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目负责人、物化探所教授级高级工程师林品荣介绍,物化探所在1995年实现了音频大地电磁测深的分布式测量,在国际上率先实现了天然电磁场的多点同步阵列式观测。步入新世纪,将阵列式的天然电磁场大深度探测技术与人工场的激电技术相结合,优势互补,从而形成混场源的电磁法探测技术,以实现多参量大深度探测。该系统于2005年研制成功,填补了我国资源探测大功率(70KW)发射与接收研制的空白,为我国开发具有自主知识产权的国产多功能电法仪器提供了技术保障和经验积累。

    在国内没有先例可借鉴的情况下,从2006年起,在地质调查项目和国家863重点项目的支持下,物化探所启动了国产大功率多功能电法系统的研制。经过科技人员的持续攻关,在多频同步供电波形合成、密集频点供电、大功率逆变与保护、宽带大动态范围接收、无线数据通讯、数据处理与解释等技术方面取得突破,研制出了具有可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)供电功能的70KW大功率电磁法发射系统,以及具有音频大地电磁测深(AMT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、激发极化法(IP)测量功能的接收系统,并于2010年生产出了样机,2011年实现了这一技术的实用化及推广应用。

    为适应深部找矿、三维立体填图和深部结构探测的需求,2011年,《大深度三维电磁探测技术工程化开发》项目获批为国家重大科学仪器设备开发专项首批支持的项目,总体目标是实现大地电磁测深(AMT/MT)、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等二维/三维测量技术及三维测量仪器的工程化开发。同时,开展野外工作应用试验及三维电磁探测技术应用示范,促进我国三维电磁探测技术的发展。

    由二维测量向三维测量转变,由样机研制迈向工程化研发

    要实现三维电磁探测,需要将传统的一维、二维的电磁测量方法发展为三维测量方法。“简单讲,就是由原来的单点或单线测量,革新为多点、多测线的面积性同步测量,从而获取高质量的三维观测数据和地下地质体更为全面的信息。”林品荣说。

    为此,项目组根据天然电磁场和人工电磁场的传播特点,结合地球物理电磁法仪器发展和大深度精细勘查的需求,研究设计了5种电法的三维分布式探测方法技术,包括大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域激电(TDIP)、频谱激电(SIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)。同时,采用高精度GPS和恒温晶体的混合同步技术,实现了多测站、多分量、全天候的阵列式同步测量。

    在样机的开发过程中,物化探所创新研发思路和发展模式,邀请负责样机工程化的中地装重庆地质仪器有限公司技术人员提前介入,按实用化要求,配合科研人员对三维电磁探测仪器进行设计开发,形成了大深度三维电磁探测仪器的加工工艺、生产流程、检测方法等。

    样机研发出来了,但要实现仪器的工程化开发,仍有大量工作要做。负责分布式接收机开发的物化探所教授级高级工程师郑采君介绍说,样机是工程化研发的第一步,关键是实现探测功能,主要体现“能用”;而工程化研发,要在样机的基础上不仅实现技术指标,而且还要注重仪器的稳定性、可靠性及实用性,让仪器不仅“能用”,而且要“好用”“实用”“耐用”,还要操作便捷、外观美观。比如:由于各地的射频干扰不尽相同,就需要不断对仪器的射频抑制电路进行调整、试验,再调整、再试验,直到仪器在不同地区都比较适用。再比如:稳定性方面,三维探测要求多台站同步测量,往往是几十台甚至上百台仪器同时启动开始工作。而仪器数量的增加,工作时间的拉长,都使得仪器的故障率成几何级数增长。因此,每一台仪器的稳定性和可靠性都至关重要。

    研发团队研究解决了仪器间的精确同步,仪器性能参数的自标定,仪器的一致性、稳定性与可靠性,以及超大功率场源系统的建立等一系列技术难题,实现了大地电磁测深(AMT/MT)、可控音频大地电磁测深(CSAMT)、时间域频率域激电(TDIP/FDIP)、磁性源瞬变电磁测深(TEM)等方法的三维测量仪器的工程化开发,生产出160kW、30kW、5kW系列多功能电磁法(CSAMT、TDIP/FDIP)发射机、分布式多功能电磁法(AMT/MT、CSAMT、TDIP/FDIP)接收机、频率域感应式磁传感器、10kW瞬变电磁发射机、瞬变电磁三分量接收机、三分量高温超导磁强计、三分量时间域感应式磁传感器等。

    系统软件的开发与集成,则涉及了数据处理方法研究、数据管理、可视化等多个方面。物化探所教授级高级工程师吴文鹂介绍说,物化探所数据处理研究团队联合吉林大学、成都理工大学、中国科学技术大学等相关科研人员,开展了正确快速计算、压制地形影响、获取可靠三维电性参数、构建基于三维电磁数据的三维地质解释和地质模型等一系列研究。由于采集的数据来源于多种探测方法,如何从中提取有用信号,如何进行处理,最终如何形成可视化的三维地质模型,其中涉及大量、复杂的计算过程和方法。各研发小组分任务从单方法入手,从一维反演、二维反演再到三维反演,最后再进行多方法的集成,最终形成了集5种电法方法数据管理、人机交互建模、数据成图、数据预处理与正反演为一体的三维电磁探测软件系统。该系统不仅可方便快捷地浏览数据与输出测深曲线、剖面曲线、平剖图、三维切片等图形图像,而且实现了在windows操作系统和linux操作系统间的跨平台运行。

    接受野外勘查实践检验,与国外同类商品化产品探测能力相当

    仪器生产出来后,是否真正具备三维探测的能力,各项技术指标能否达到预期要求,都需要接受野外勘查实践的检验。为此,物化探所联合西安地质调查中心、南京地质调查中心、安徽省勘查技术院等单位开展了大深度三维电磁探测系统的试验应用研究。

    试验测试包括对软硬件的性能测试和与国外主流的先进仪器进行对比。据负责这项工作的物化探所教授级高级工程师杨亚斌介绍,对仪器性能指标的测试,不仅针对多种电磁探测技术方法和软件系统,而且还涉及仪器装备的按钮、电池、重量、结构、数据显示等诸多小指标。为了测试仪器的适应温度,测试工作组分别在新疆哈密零下20多摄氏度和新疆克拉玛依地面温度高于50摄氏度的条件下对仪器进行了测试。此外,工作组还选择甘肃极干旱地区、内蒙古东部草原和南方阴雨潮湿地区进行了探测环境测试;在甘肃柳园特别颠簸的地段开展了震动测试;从河北到内蒙古、甘肃、新疆进行了上万公里的运输测试,最终提出了上百条改进意见。

    通过野外场地功能试验,并与国外商品化仪器的对比试验,三维电磁探测工作方法得以进一步完善,仪器与软件性能得以进一步提升。利用完善后的探测仪器,项目组分别开展了矿产勘查、三维立体地质填图及深部结构探测3个层次的应用示范。在甘肃柳园、安徽庐江、江苏宁芜、新疆哈密的4个矿区进行的矿产勘查示范,取得了良好的勘查效果,其中在甘肃柳园圈定了3处找矿靶区,在安徽庐江黄屯硫铁矿区发现240米厚的铜金矿体。在新疆克拉玛依和甘肃柳园开展的三维立体地质填图示范,结果显示,方法技术系统对深大断裂和重要的隐伏岩体均有较准确的反应。在内蒙古扎鲁特盆地开展的深部探测试验,利用取得的电性参数,结合已有的钻孔资料,详细刻画了油气目的层及盆地基底的形态。试验结果同时显示,激电探测和瞬变电磁探测深度都达到近800米,可控源电磁法探测深度超过1500米,在雄安新区的探测深度达到了3000米。

    一系列的试验示范应用结果表明,自主开发的大深度三维电磁探测技术方法、仪器软件完全可以胜任野外勘查研究,而且与国外同类商品化产品相比,探测能力相当,并有部分指标优于国外同类商品化产品。有了这套探测系统,我国真正实现了电法勘探由二维测量向三维测量的跨越,同时推动了我国大深度电磁探测装备的自主化。与国外同类设备相比,国产化设备价格仅是国外的50%~60%,而且销售方还可以在方法培训和设备维护、软件升级等方面提供便捷服务。

    科技发展永无止境。目前,我国的三维电磁探测技术研究与国外相比仍处于跟跑或并跑阶段,在三维电磁探测仪器轻便化、网络化,电磁干扰识别和数据处理智能化,三维电磁多参数联合精细反演等多个方面都亟待进一步探索和研究。同时,急需对工程化样机进行产品化开发,并实现产品化仪器的推广应用。

    可喜的是,物化探所目前已得到国家重点研发计划项目课题的资助,在解决大功率精细电流采样等关键技术基础上,将着手开展产品标定、试验、批量生产线等产业化条件建设,加快批量生产和推广应用,从而为深地探测提供先进、实用的国产化地面电磁探测利器。

    透视地球深部的国产利器