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     “一带一路”图示

     

    摘要

    矿产资源领域合作是“一带一路”战略的重要组成部分。一些沿线国家拥有丰富的矿产资源,是世界矿物原材料的主要供给基地。更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。

    我国与沿线其他国家在产业结构等方面也具有较强的互补性。中亚国家油气资源丰富,但勘探开发开采能力相对较弱,基础设施建设也较薄弱。东南亚区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。我国在装备、技术、资金等方面甚有优势。这样的合作方式不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,我国也可以优化矿业产业结构,实现优势互补。

    “一带一路”贯穿亚欧非大陆,一头是活跃的东亚经济圈,一头是发达的欧洲经济圈,中间广大腹地国家经济发展潜力巨大。丝绸之路经济带重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲(波罗的海);中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海;中国至东南亚、南亚、印度洋。21世纪海上丝绸之路重点方向是从中国沿海港口过南海到印度洋,延伸至欧洲;从中国沿海港口过南海到南太平洋。

    “一带一路”战略的实施,无论是沿线配套建设的铁路、公路、桥梁、水库等基础设施,还是在矿产资源勘查的基础上发展矿业,都具有深远意义。

    我国拥有技术、装备、资金、人才及基础设施建设等优势,一些沿线国家矿产资源丰富,而且都有加大矿产资源勘探开发及实现资源优势向经济优势转变的共同愿景。我国愿与其他沿线国家加强矿业合作,实现优势互补。

    “一带一路”战略的实施,为沿线国家矿业合作提供了新机遇、新平台,广受矿业界人士的好评。矿业巨头淡水河谷负责人直言非常看好“一带一路”,认为“一带一路”沿线国家与地区将率先受益。

    矿业合作是“一带一路”战略重要内容

    “一带一路”战略是综合当前国际国内形势推出的重要举措,对于促进沿线国家经济繁荣与双边、多边区域经济合作具有重要意义。

    为促进“一带一路”建设,在2014年APEC北京峰会上,我国推出了3大创举,即成立亚洲基础设施投资银行(AIIB)、丝绸之路基金以及推进亚太自由贸易区(FTAAP),共同加强全方位基础设施和互联互通建设,促进贸易投资便利化。2015年3月28日,国家发展改革委、外交部、商务部3部委联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,对共建原则、框架思路、合作重点、合作机制等方面提出了倡议,勾勒了“一带一路”的发展前景。其中,丝绸之路基金明确表示,将资源合作作为重要的融资支持方向。这些举措将为矿产资源合作提供必要的基础设施建设、金融资金支持和贸易便利化服务等。

    我国与一些沿线国家毗邻、山水相依,具有千丝万缕、唇齿相依的独特关系。相邻的国家以矿产资源合作为起点,构建利益共同体,将极大地促进区域和平稳定发展,实现多方共赢,同时为加强矿产资源领域合作提供了重大发展机遇。

    矿产资源领域合作是“一带一路”的重要组成部分,是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长优势的关键领域。

    对此,长期在新疆从事矿业开发的喀什西凯矿业有限责任公司董事长韩冰也有着自己的观点:“在‘一带一路’战略的大背景下,我国可以充分发挥基础设施建设优势,但是当‘一带一路’沿线的公路、铁路打通之后,如果沿线没有产业支持,与之相关的战略部署如何落地?依靠什么来支撑?在沿线发展哪些产业?这将是要面对的一系列问题。” 韩冰进一步分析说,我国西部地区,尤其是新疆,以及与之毗邻的一些沿线国家,除了农业,很多地方还没有建成工业化体系,仅仅依靠农牧业,很难大规模地发展第三产业。而且,“一带一路”沿线的公路、铁路打通之后,仅依靠农牧业也远不能满足其运力。我国东西部地区差异非常大,东部依据沿海、人口稠密等要素发展服务贸易具有优势,所以服务贸易经济能够发展起来。但西部地区如果不依靠资源,发展贸易是无源之水,非常困难。即使有内地移民到新疆,如果没有持续长久的产业作为支撑,仅凭贸易一阵风过后,这些新移民还会选择再离开,很难长期驻守在这片土地上,无法实现安居乐业。而与新疆毗邻的一些沿线国家矿产资源丰富,且都有迫切将资源优势转化为经济优势的需求,发展绿色矿业可作为其长久发展的支撑产业。只有这样,“一带一路”战略的落地才能实施的更为顺利,才能形成最牢固的根基,也能更好地促进我国边疆地区的长治久安。

    在国家“一带一路”战略的背景下,韩冰把公司定位于“稳定勘查业务,推进矿业开发,快速结合资本市场,打造为‘三位一体’的综合矿业集团”,如今已经发展成为地质勘查与矿业开发并举的综合性矿业公司,拥有探矿权及采矿权近百个,总面积1200平方千米,分布于新疆喀什地区、和田地区、克州等南疆三地州, 矿权区均位于国家“358”项目的重点成矿区带上,已经探明及发现的矿产有铁、铜、铅锌、金银、锂、铷、钼、钴等。韩冰相信,随着国家“一带一路”战略的实施,矿业企业也会有更多更好的发展机遇,非常值得期待。

    也有业内人士提醒,应该认识到“一带一路”是宏伟战略,不是囊括一两个大项目那么简单,不是短期就能完成的,加之现在的矿业开发已不是简单地实现盈利,而是走向了大地质观、大资源观和大生态观统筹推进的新时代,全面融入了社会经济的各个层面和发展的全过程,更是一个系统工程。

    “一带一路”沿线国家矿产资源丰富

    一提到“一带一路”,国内多数人首先会联想到是新疆,新疆作为“丝绸之路经济带核心区”,也是“一带一路”沿线的一个重要节点,与中亚五国毗邻,中亚也是世界新能源资源基地。在2016年新疆矿博会上,中国地质调查局西安地质调查中心主任兼国土资源部中国-上海合作组织地学合作研究中心主任李文渊表示,新疆与中亚五国合作找矿潜力巨大。据其介绍,全球有五大油气资源富集区,中东是其中油气资源最富集地区,中亚-俄罗斯地区次之,因此中亚五国是世界第二大待开发油气产地的重要组成部分。全球油气资源1707亿吨(相当于1.2万亿桶),有国际机构认为中亚五国石油总储量可能高达2118亿桶,占有相当大的比例。除此之外,中亚地区矿产资源也非常丰富,目前发现有25处百吨以上金矿床、17处千万吨以上铜矿床、6处50万吨以上钼矿床、23处500万吨以上铅锌矿床、8处30万吨以上锑矿床、4处100万吨以上稀土矿床、30处2万吨以上铀矿床……该地区金、锌、铝、锑、锰、铬等矿产资源储量均居世界前列,已发现世界级特大型金属矿床32个,且与我国新疆同属一个成矿域,有相似的成矿环境,含有大型、超大型矿床的成矿带延伸入新疆。

    不仅中亚国家矿产资源丰富,一些沿线国家也都拥有丰富的矿产资源,“一带一路”串起了一个个巨大的能源矿产宝藏,是世界矿物原材料的主要供给基地,在全球经济和社会发展中扮演着资源的重要角色。据公开的数据显示,在这个区域内储藏的矿产资源有近200种,价值超过250万亿美元,占全球的61%。其中,世界上煤的蕴藏量最高的地区在中国和俄罗斯境内;乌兹别克斯坦被称为“黄金之国”;东南亚诸国有长达2500千米的锡矿带,也是全球最为著名的宝玉石产区;目前已探明的石油蕴藏量最多的地区是西亚诸国;印度和俄罗斯是钻石重要产区;俄罗斯库尔斯克分布有世界最大的产铁盆地等。

    “在全球成矿单元的四大成矿域中,包含12个‘一带一路’成矿区带,各成矿区带中产出大、超大型矿床总数达326个,这也为‘一带一路’开发矿业奠定了有利成矿地质资源背景。”矿床地质与矿产勘查学专家、中国工程院院士裴荣富介绍。

    合作是实现优势互补的必由之路

    沿线国家矿产资源丰富,但更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。例如,中亚国家的油气资源,印尼、菲律宾的镍、铁,马来西亚、文莱的石油,越南的铝土、铁,泰国、老挝的钾盐等,都是我国急需进口的大宗矿产品。而我国丰富的稀土和钼资源,及广大的市场需求也可为相关国家所用。

    除了矿产资源的互补,我国与沿线其他国家的互补性还表现在产业结构等方面。从经济发展上看,沿线国家大多与我国一样属于发展中国家,拥有共同的利益诉求。我国30多年来的快速发展,为广大发展中国家提供了可资借鉴的发展模式,同时也具备了融资、技术、管理等方面的优势,对矿产资源的合理开发利用具有积极作用。

    “油气资源丰富的中亚国家,勘探开发开采能力相对较弱,而且都面临着基础设施建设、国家工业体系构建、发展经济等重大任务,在此过程中矿业做出了主要贡献,特别是哈萨克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦人均GDP世界排名大幅提高。”李文渊说,由于历史原因,目前中亚国家已探明的能源矿产资源,主要还是前苏联计划经济地质勘查时期的成果。近25年来,中亚各国政府由于财政收入低,地质勘查投入有限,特别是吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦两国政府地质勘查投入很低,矿产勘查主要依赖社会投入,这些国家鼓励外资企业投入勘查,但由于政策的不确定性、不透明性,中资企业面临很大的政策风险和资金风险,进行风险勘查的少,多是购买中亚各国成熟矿山或已探明的矿床,矿产资源进一步合作的空间还较大。

    缅甸矿业部地质调查和矿产勘查局有关负责人也曾表示,缅甸的矿产资源丰富,但开发手段比较传统落后。“目前,缅甸东部地区要做进一步的矿产勘查开发,正在修订相关法律规定以吸引外国投资者,希望引进先进的技术和方法,帮助缅甸解决在矿业开发中遇到的难题。”有业内人士表示,“这种情况在东南亚很普遍。中国与东南亚地理上相邻,地质构造相连。东南亚位于中国西南三江成矿带和华南成矿带向南延伸地带,成矿条件优越,区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。”

    在矿业开发方面,沿线这些国家与我国合作前景广阔,潜力巨大。

    加大矿产资源勘探开发力度,实现资源优势向经济优势转变,是“一带一路”沿线国家共同的愿景。而我国是有装备、技术、资金方面的优势,不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,而且我国也可抓住机会,优化矿业产业结构。比如,“一带一路”庞大的基础设施建设投资可能会推升钢铁需求。这样的产能合作,不仅可以满足这些国家对钢铁的需求,还可以为国外优越的矿产资源提供市场。

    同时,“一带一路”战略也将给我国国内产业带来以下发展机遇:

    一是通路通航,包括交通运输业(港口、公路、铁路、物流),铁路建设与相关设备,航空服务、设备、整机生产等。在“一带一路”建设中,交通运输是优先发展领域,以加快提升我国与周边国家交通基础设施的互联互通水平,并形成区域交通运输一体化。

    二是基础设施产业链,包含建筑业(建筑及基础设施工程),装备制造业(设备及配套类装备制造),基建材料(钢铁、建材、有色等)。

    三是能源建设,包括中国油气进口的管道建设相关产业,电站建设、电力设备等。

    四是信息产业,抓住各国经济的数字化趋势,加快我国信息产品和服务走出去。

    在矿业全球化的背景下,矿产资源领域合作是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长新动力的关键内容。“一带一路”沿线国家与我国具有良好的矿产资源合作基础,且资源合作能进一步带动产能合作与经济互联,为区域命运共同体建设奠定发展基础。因此,“一带一路”沿线国家的矿产合作,是实现优势互补的必由之路。

    沿线国家期待合作走向纵深

    “一带一路”沿线国家相互加强能源资源和产业链合作,提高就地加工转化率,共同开展资源调查评价、矿业风险监测评价,以矿产资源开发为纽带,构建利益共同体。

    很多专家分析认为,“一带一路”战略向纵深推进,必将进一步拓展沿线各国矿业合作的空间,在互惠互利的市场经济条件下,充分利用和整合各方优势,优势互补,激发活力,这对仍处在深度调整期的全球矿业来讲,具有很强的吸引力。

    如今,很多沿线国家已经深切体会到,通过“一带一路”建设,将能够共享中国改革发展的红利,并将本地区的资源、技术与资金优势等转化为市场与合作优势。为此,各国对沿线开展矿业合作的热情高涨。

    “一带一路”沿线很多国家地质调查机构的官员和学者,也纷纷表达了与中国开展矿业合作的强烈愿望。巴基斯坦地质调查局有关负责人表示,由于经济发展需要,巴基斯坦迫切需要发展繁荣矿业,使能源的使用率最大化。

    在2015年中俄博览会东北亚矿业合作会议上,来自俄罗斯和蒙古等国的代表齐聚哈尔滨,分享了各自的找矿成果,表达了积极合作的愿望。短短半天时间,中俄就有22个矿业合作项目签约。

    同年在中国-东盟矿业合作论坛上,来自中国、东盟各国和其他国家的代表,聚焦“一带一路”战略构想下的矿业机遇,围绕矿业形势、地学研究合作、矿业政策研究、地质环境保护等议题进行深入讨论。与此同时,在同年的 “一带一路”沿线国家地学合作论坛上,来自缅甸、越南、泰国、塔吉克斯坦、巴基斯坦和土耳其矿产资源部门的代表,介绍了自己国家的资源赋存和地质勘查情况,表达出强烈地合作愿望。

    新疆矿博会作为 国家“一带一路”沿线上的重要矿业展会,为中国企业进入“一带一路”沿线国家,为沿线国家与中国矿企合作提供了开放的平台。在新疆矿博会举办的中国-亚欧矿业部长级论坛上,来自哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦等国家部长级官员与我国矿界人士共同探讨了“一带一路”战略下的矿业合作发展方向,进一步促进了沿线国家的矿业合作,这些国家的部长级官员与我国矿企及有关部门就矿业开发达成了一揽子意向合作,取得了矿业开发合作的实质性进展,新疆矿博会也因此得到周边国家矿业管理部门的广泛认可。

    在当今矿业全球化大背景下,“一带一路”的战略前景,预示着沿线各国彼此之间的真诚合作,必将把各国的资源优势转化为经济增长新动力,从而为全球矿业发展带来前所未有的新机遇。

     

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    “一带一路”战略

    2013年9月和10月,中国国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。2014年3月,国务院总理李克强在政府工作报告中提到抓紧规划建设“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”,同年12月,李克强总理开启了新一轮亚欧之旅,全面推进“一带一路”战略,标志着作为国家战略的“一带一路”开始进入实质性操作阶段。

    “一带一路”建设是一项系统工程,要坚持共商、共建、共享原则,积极推进沿线国家发展战略的相互对接。为推进实施“一带一路”重大倡议,让古丝绸之路焕发新的生机活力,以新的形式使亚欧非各国联系更加紧密,互利合作迈向新的历史高度,为此中国政府特制定并发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》。

    从国家顶层设计来看,“一带一路”战略以打造新亚欧大陆桥经济走廊、中伊土经济走廊、中巴经济走廊、孟中印缅经济走廊、中新经济走廊、中蒙俄经济走廊6条经济走廊和海上战略支点为核心,以通路、通航和通商为发力点,向纵深推进。“一带一路”战略有远近两大战略愿景,近期落于“基建互通、金融互通、产业对接、资源引入”,远期则是“商贸文化互通、区域经济一体化和共同繁荣”。

    “一带一路”战略将重点加强与沿线国家在基础设施、经贸、产业投资、能源资源、金融、人文交流、生态环境等多领域、多方面的合作,“一带一路”的建设将极大促进沿线国家和地区的矿业开发,但同时也给矿业开发带来了新机遇、新挑战。

    矿业合作,“一带一路”战略的有力支撑

    近期,爱思唯尔发布2024“中国高被引学者”榜单,引发学界广泛关注,中国地质调查局地学文献中心经梳理发现,2014—2024年,中国地质调查局共有13位学者入选该榜单,入选次数为96人次,并呈现以下三个特点:

    一是入选人数呈现波动上升趋势。在2014—2019年,入选人数相对稳定在7—8人左右,2020—2022年保持在9-10人,2023年和2024年增长到11人。反映出中国地质调查局在科研领域的影响力不断扩大,越来越多的学者在学术界获得了较高的认可度。

    二是入选学者群体相对稳定集中。2014—2024年,中国地质调查局共有4个机构13人96次入选。机构方面,中国地质科学院地质研究所的学者占据主导地位(75人次,占比78%),其次是中国地质科学院矿产资源研究所(11人次,占比12%)、中国地质科学院地质力学研究所(5人次,占比5%)和中国地质调查局地质环境监测院(5人次,占比5%)。学者方面,侯增谦、毛景文、刘福来、万渝生、张泽明、张建新等6位学者自2014年起连续11年入选。以上数据表明这些学者及机构在所属研究领域具有较高的影响力和持续的研究产出。

    三是基础地质研究占据主导地位。13位学者的研究方向涉及岩石学、构造地质学、同位素地质年代学、矿床学及地质灾害5个方面,其中岩石学、构造地质学、同位素地质年代学三个方向的学者总数达10人,矿床地质方向的学者2人,地质灾害方向的学者1人。既体现了中国地质调查局在地质学传统领域的优势地位,也反映出在矿产资源开发、环境与灾害领域的不断突破。

    爱思维尔从2014年开始每年发布“中国高被引学者”榜单,榜单系统性地展示中国科研领域的人才分布现状,精准呈现在关键技术研究和各重点领域的顶尖人才,为优化科研布局、建设人才梯队、提高机构核心竞争力提供决策支持。中国地质调查局地学文献中心作为中国地质调查局重要地学图情机构,将持续跟踪我局高被引学者发展动态,为科研绩效评价、人才选拔、机构评估等工作提供数据支持和参考。

     

    近10年中国地质调查局96人次荣登爱思唯尔中国高被引...

    安防监控系统是地学文献中心安全防范工作的重中之重。为确保大楼内外安全,地学文献中心于2014年底开始对安防系统进行综合升级改造。经过近一年的精心施工和不断完善,10月22日通过了工程整体验收和移交,标志着地学文献中心安防系统升级改造工程顺利完成。

    此次安防系统升级是继2011年大楼安全改造建设后,对整体安防系统进行升级改造,项目总投资近46万元,新装、更新监控点位 67处,总数达97处,增设巡更系统1套,较好地解决了前安防系统图像不清晰、信号不稳定、监视死角多、录像时间短、巡更无记录等问题。同时,还根据《安防监控系统管理制度》要求,明确了管理责任,安排专职值班员实施24小时监控,使大楼在人防、物防、技防能力上得到全方位提升,有效保障了地学文献中心人员和财产安全。

    地调局地学文献中心安防系统升级改造工程顺利完工

    SYZX系列绳索取芯液动锤

    3500米全液压地质岩芯钻机在山东招远金矿进行勘探

     

    今年是中国地质调查局勘探技术研究所成立60周年。

    60年,一甲子,岁月峥嵘,成就辉煌。

    作为我国第一家探矿工程专业科学研究机构,中国地质调查局勘探技术研究所以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作,通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新等,60年来交了一份闪亮的成绩单——累计完成重要科研成果500多项,150余项获国家、省部级以上奖励。其中,国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项,国家创造发明奖和新产品奖6项,省部级科技成果一等奖10项、二等奖34项;拥有国家专利93项,中国专利优秀奖4项。如今,勘探所已成为我国地质装备与技术研发的领航者。

    我国成立首个探矿工程科研机构,开启国产钻探装备自主研发新征程

    新中国成立之初,国家确定了地质工作“大发展,大转变”的战略方针。探矿工程作为地质工作的重要手段,其技术基础却很薄弱。在上世纪50年代初期,当时国外的岩芯钻探已普遍推行金刚石钻探技术,而国内仍是“硬质合金、铁砂加钢粒”钻进,钻探设备主要是从前苏联和瑞典进口的低转速手把式和油压钻机。1956年,我国第一个五年计划进入实施的第四个年头,工农业大发展,急需各种矿产资源、能源、水资源。集中力量发展探矿工程技术的呼声也越来越高。

    1957年1月,原地质部组建的我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构——地质部勘探技术研究所(以下简称“勘探所”)成立了。我国地质勘探装备自主研发的新征程由此开启。

    建所初期,为发展适合我国国情的勘探设备,勘探所在国内最先开始了探矿工程小型设备和机具的研制工作,随后,岩芯钻机、物探钻机、坑道钻机、工程地质钻机、反循环水井钻机等,及其配套泥浆泵、钻塔等的研制工作全面铺开。在建所后的10年间,勘探所开展了多项探矿工程领域的开创性工作。比如:率先成功研制了我国第一套地质岩芯钻机;用液动锤首次进行全孔反循环取芯试验,并获成功;在国内最早开展了天然金刚石表镶和孕镶钻头的研制工作,并利用冷压浸渍法制造成功……通过10年努力,我国的地质勘探装备开始自给,探矿技术水平空前提高,使得白云鄂博、大冶铁矿,白银厂多金属矿,淮北、平顶山煤矿等大型矿产基地和多个水利资源勘探进程大大加快。

    与钢粒钻进相比,金钢石钻进具有效率高、质量好、消耗低和操作轻便等优点。1960年,勘探所开始了天然金刚石钻头制造工艺研究,次年便试制成功我国第一批天然金刚石钻头和扩孔器。由于我国天然金刚石产量少,价格昂贵,生产难度大,为天然金刚石钻头广泛使用增加了难度。1969年,勘探所开始了人造金刚石钻头的研究,并于1974年首次进行了小口径人造孕镶金刚石钻进技术配套试验。随后,勘探所与河南省地质局合作,在河南地质九队午阳铁矿区第一次打出人造孕镶金刚石钻头的高水平。1975年,小口径钻探技术又进行了第二轮配套试验。到70年代末,我国仅用20年左右的时间走完了国外金刚石钻探技术发展所经历的100多年的历程。

    此外,在工程地质钻探和水文水井钻探领域的设备研究也屡战告捷,坑探掘进技术和试验室选矿设备研究提交了多项有价值的科研成果。岩芯钻探从手把式低速钻机、大口径硬质合金和钢粒钻进,向液压式高速钻机、小口径金刚石钻进发展;工程地质和水文水井钻探设备,实现了多样化,钻进工艺日趋完善;坑探工程开始从手工作业向半机械化、机械化迈进。我国地质钻探和坑探工作从此朝着赶超世界先进水平的方向迈上了一个新台阶。

    钻探服务领域扩大,钻探技术向多领域、多工艺和科学化发展

    随着改革开放的逐步深入和国民经济的高速发展,我国钻探技术开始向多领域、多工艺和科学化发展。

    20世纪70年代前的钻探技术,主要用于地质找矿和地下资源开采,而进入80年代,则应用到工农业建设和国防建设的各个方面。比如:山东青岛海上柔杆电钻炸礁工程,西藏羊八井地热开采,广东珠江口番禹大桥基桩施工,北京、廊坊等地的定向穿越马路、建筑物的非开挖铺管工程施工,以及北京十三陵蓄能电站锚固工程施工等。

    根据市场急需,勘探所以《螺杆钻受控定向钻探技术》成果为依托,1991年开始了采卤对接井钻井技术研究,与湖南省地矿局、湘衡盐矿一起完成了两对对接井施工,到1995年末,共完成5对对接井,成功率达到100%。两井高精度直接对接成功,使我国水溶采矿技术进入了世界前列。盐业系统的老专家说:“这项技术开发成功,解决了我们几十年想解决而未解决的问题。”该技术的成功,不仅为盐业提供了一条低投入、高产出的途径,也为勘探所科研成果的转化提供了重要经验。

    80年代初,为了满足各种高层建筑、高速公路、桥梁等基桩工程施工的需要,勘探所率先在国内研制大口径工程施工装备与技术配套,研制了GJD工程钻机、CG型全套管施工设备、大口径无循环施工机具与技术,以及大口径桩检测仪,目前已经形成了系列成套设备、器具及配套工艺,其中大口径无循环钻探技术在青藏铁路建设施工中发挥了重要作用。

    1993年,勘探所针对广泛用于市政、电讯、电力、煤气、自来水、热力等管线施工工程的“定向钻进非开挖铺设地下管线技术”进行立项研究。1994年,第一条非开挖铺设的管道顺利完成。到1997年,勘探所自行研制成两种型号的非开挖钻具和器具,并用此设备完成了70多条管线铺设工程,包括穿越公路、铁路、首都机场飞机跑道和建筑物等,至目前已形成高效环保的GBS系列(5T-320T)钻机及配套施工技术体系。

    冲击回转钻探技术在硬岩钻进中具有较高钻进效率。勘探所是我国首个开展液动冲击回转钻探技术研究的单位,至今仍在坚持这项研究。勘探所最初研制成功的5个系列的液动潜孔锤,品种达20多个,几乎涵盖了全部钻孔口径。后续又开发出了更大口径的、嵌岩桩钻进用的ZC-800型液动潜孔锤。勘探所的这一成果在国外引起了广泛关注,吸引了日本、德国、英国、俄罗斯、澳大利亚、古巴、泰国、越南等国家的专家前来考察。德国、澳大利亚、加拿大等在钻探技术方面比较先进的公司先后从勘探所购置了液动锤。该成果在英国权威杂志的《地质钻探》1995年第5期一经发表,有10个国家的13家公司来电来信索取资料和要求报价购置。

    随着钻探技术服务领域的扩大,钻探工程面临的地质条件越复杂,施工难度也越大。如何提高钻探效率、保证质量、降低成本?勘探所根据生产需要及施工条件,将新技术、新方法进行配套,先后研发了小口径金刚石岩芯钻探、井底动力钻探、空气钻探、水力反循环钻探、大口径基桩孔施工等工艺。勘探所实施的原地质部“八五”攻关项目《中心取样地质钻探新技术》《液压顶驱式车装钻机》及《CD-3型岩芯钻机》,结束了我国钻探方法单一的局面,使我国钻探技术的整体水平有了较大幅度的提升。与此同时,勘探所还与各有关探矿机械厂共同合作,使常用钻探设备基本上实现了标准化、系列化和国产化。

    钻探技术迎来发展新机遇,科学钻探体系进一步丰富

    1999年,新一轮国土资源大调查开始实施。地质、矿产及资源勘查钻探技术的应用迎来新的发展机遇和更广阔的发展舞台。

    在地质大调查项目、科技部“863”项目和危机矿山专项项目的支持下,勘探所完成了2000米全液压岩芯钻机及配套设备的研究,并在山东乳山金青顶金矿区完成了终孔深度达2212.80米(Φ76毫米 N级口径)示范孔的工程施工,创造了国内H级绳索取芯钻进深度及岩芯钻探套管应用深度的两项最深纪录。用自主研发的XJY-850无缝合金钢管材制作的Φ73毫米、Φ89毫米绳索取芯钻杆,在示范孔施工期间未发生孔内钻杆事故,标志着我国2000米地质岩芯钻探技术体系已基本形成,同时也结束了我国2000米以深钻孔绳索取芯钻杆依靠进口的局面。

    全液压动力头钻机具有取芯钻进效率高和安全性高的特点,尤其在斜孔施工方面极其方便,可提高钻探质量。勘探所开发的YDX系列全液压岩芯钻机的所有功能均为液压驱动,操控精准便捷,与传统的立轴式钻机相比,取芯作业的效率及安全性大大增加,钻机采用模块化设计、先进的高转速动力头设计、负荷敏感控制液压系统等部件设计,提高了钻探工作效率,减轻了工人的体力劳动,提高了钻机工作可靠性。勘探所先后完成了300米、600米、1000米、1500米和2000米系列钻机的设计开发,并出口到澳大利亚、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、蒙古等国。

    在地调项目的支持下,勘探所研发的高精度定向对接中靶系统——“慧磁”系统,实现了地下导航高精度定向技术的重大突破,也使得我国成为继美国之后第二个拥有此项技术的国家。从2003年开始,勘探所与中国机械进出口总公司合作,实施了土耳其BEYPAZARI天然碱采集卤项目钻井工程,到2010年12月共完成了56口井的定向钻井,获得了土耳其业主公司的高度评价。通过土耳其天然碱工程的实施,勘探所实现了从两井对接连通到多井对接连通的技术跨越。

    2001年4月18日,受国内外地学专家高度关注的中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县破土动工。该井井深达5158米,孔径256毫米。针对科钻工程中硬岩深井连续取芯钻进技术难题,勘探所完成了液动潜孔锤理论及工作原理的创新,攻克了液动潜孔锤零件设计、选材及加工方面的多项工程技术难题,配套开展了全面冲击回转钻进、绳索取芯钻进、液动潜孔锤跟管钻进、螺杆马达液动潜孔锤提钻取芯钻进及螺杆马达+液动潜孔锤+绳索取芯三合一钻进等配套工艺的研究,至2008年底基本完成了YZX系列液动潜孔锤及其配套工艺技术的研究与开发。科钻一井的统计数据表明,采用液动锤钻进施工,钻进效率提高54%,延长回次进尺178%,大幅度减少了施工周期、降低了施工成本,为科钻一井的顺利完成发挥了重要作用,并创造了单孔应用进尺和使用深度两项世界纪录,使我国的液动锤技术达到了国际领先水平。目前,YZX系列钻具已经成为国内外市场上实现规模化应用程度最高的产品,不断刷新的液动冲击回转钻进技术应用孔深和累计使用进尺等世界纪录,使我国在该领域的研究应用水平站在了世界之巅。

    2007年10月22日,勘探所承担的松辽盆地“松科一井”主井(北井)钻探工程顺利完钻。这口深达1810米的科学探井,以取芯钻进1630米、岩芯直径92毫米、岩芯采取率94.59%的技术成果,为中国乃至世界的环境地质科学研究提供了丰富详实的必要信息。该井在实施过程中,综合运用水源钻探设备、岩芯钻探技术与石油钻井技术,为在复杂沉积地层环境中进行低成本钻探探索了一条成功之路。2014年,勘探所又牵头组织实施了“松科二井”科学钻探工程,目前进展顺利。

    2008年至今,勘探所又以骨干成员单位参与了汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD)。期间,勘探所研制的深孔复杂地层取芯钻具和长半合管取芯技术,在提高高应力极破碎复杂地层的岩芯采取率、岩芯质量和复杂地层深部综合钻探效率等方面发挥了重要作用。其中,9米超长半合管的应用创世界纪录。

    大力推进科技创新,多项钻探技术领跑世界

    随着找矿突破战略行动、生态文明建设、国土资源“三深一土”科技战略的推进,中国地质调查工作更加聚焦国家重大需求和国土资源中心工作,更加关注重大资源环境问题和地球系统科学问题。勘探所按照中国地质调查局党组确立的建设世界一流新型地调局的目标,充分发挥科技创新的引领支撑作用,强力推进科技进步、人才成长和团队建设,自主研发了一批高精尖钻探技术设备,使我国在多个钻探领域领跑世界。

    勘探所承担的《2000米以内全液压地质岩芯钻探装备及关键器具》项目,针对我国地质岩芯钻探技术与装备落后的状况,对全液压岩芯钻机及地质岩芯钻探关键器具进行了全面技术攻关,先后研制了系列全液压岩芯钻机、高强度钻探管材和绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具等关键技术装备,突破了严重制约我国地质勘探工作发展的技术瓶颈,从而建立起我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系,也使得我国由全液压岩芯钻机、高性能绳索钻杆进口国一跃成为出口国。2015年,该项成果获得了国家科学技术进步二等奖。

    勘探所还自主研发了用于深部矿产资源勘查的3500米全液压岩芯钻探装备。该装备具有较高的机械化、自动化水平,配套高精度仪表及钻参系统,满足金刚石绳索取芯、冲击回转、定向钻进等深孔地质钻探工艺要求,既可用于深孔岩芯钻进,也可用于我国浅部石油勘探,以及新兴能源如煤层气、页岩气、干热岩等的勘探,既可以打丛式井,又可以钻进定向孔。目前,该钻机正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。此外,勘探所还研发了大型车载深井钻机、全回转套管钻机、反循环取样钻探装备、地质勘查深孔用高强度铝合金钻杆、轻便岩芯钻机、涡轮取芯钻进系统、大口径长钻程同径取芯技术等,填补了国内多项钻探领域的技术空白。

    钻探过程中,孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故时有发生。针对此种情况,勘探所开展了76毫米和96毫米规格的小口径地质钻探波纹管护壁技术研究,攻克了小口径膨胀波纹管成形技术、膨胀波纹管悬挂锚固技术和多根膨胀管对接技术等三大关键技术难题,填补了该技术领域的世界空白。该技术能有效解决深部地质钻探施工中的孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故,其处理效果相比传统泥浆调配、水泥造壁等更加可靠安全,同时简化了钻孔结构、优化套管级数,大大降低了钻探成本,被誉为21世纪国际钻探工程领域的核心技术之一、小口径钻孔的“血管支架”。该技术在广西、山东、甘肃、福州等地进行了现场应用,完成了地质岩芯钻探超深孔护壁、长距离连续护壁、页岩气孔护壁、大斜度钻孔等不同类型的护壁任务,单次护壁长达21米,护壁深度达到2000余米。

    自从2003年开始勘探所用自有技术在土耳其从事对接井工程,取得了土方业主的高度认可。鉴于勘探所与土耳其业主在工作中建立了良好的合作关系,2014年勘探所作为独立承包商签订了贝帕扎里天然碱矿钻井工程四、五期合同,共计145口井。2015年9月10日,由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻,标志着世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕,该项目计划在2015年~2018年施工74个采卤水平井组,单井总数达222口。勘探所运用“慧磁”技术创造性地设计并实现了多井组的连通,真正使得地下“穿针引线”技术成为了现实;在施工中大胆创新,克服了地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难,积累了处理复杂问题的丰富经验。

    60年风雨路,勘探所人用聪明才智和心血汗水铸就了一座座功绩累累的丰碑。在前期研究成果的基础上,近些年来,勘探所取得了4项国际领先技术成果:高精度对接连通井技术、液动冲击回转钻探技术、大口径长筒取芯钻探技术与小口径膨胀波纹管护壁技术;1项国际先进钻探技术体系:2000米以内地质岩芯钻探技术体系;2项国内领先技术:3500米全液压地质岩芯钻机与车载全液压深井钻机;实施了4项科学钻探工程:牵头实施“松科二井”工程、承担“松科一井”主孔工程施工作业、为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术、为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术。

    步入新时代,继续为钻探技术装备研发贡献中国力量

    党的十九大召开,中国特色社会主义步入新时代。新时代,世界抱以新期待。

    步入新时代,勘探所将继续为钻探技术装备研发贡献中国力量:一是制定1.3万米科学超深井钻探技术方案。围绕国家实施科学超深井的需求,对实施我国超万米科学钻探工程的相关技术与装备研究开发提出了系统建议,形成一套满足1.3万米科学超深井的钻探技术方案,为我国入地计划的实施打下了基础,为超深井关键技术研究指明了方向。二是进行海域天然气水合物开采技术探索。针对海域天然气水合物开采面临的粉砂质地层低渗、松散无胶结等问题,综合应用水平井施工技术、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术等,探索超大直径井眼扩径砂砾充填完井、水平井砂砾充填完井及对接井完井等技术,以实现增大产层接触面积、控制涌砂、抑制粉砂运移、举升排沙等目标,力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题。三是拓展“慧磁”系统在地下热能开发的应用;“慧磁”系统为定向井提供关键技术保障,确保井组的平行,解决地热勘查开发关键技术难题,为最后热储层的压裂提供有利条件。四是拓展“慧磁”系统在矿山救援井的应用。勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案:在矿山井下预设磁信标装置,矿难发生后可由被困人员启动,磁信标可连续30天以上向外发射磁场信号,用于提示井下存活人员及所处位置,并精确引导地面救援孔钻入被困区域,提高救援效果和效率,为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

    六十载峥嵘岁月,笔墨春秋著华章;六十年风雨征程,薪火相传见精神。勘探所将在支撑服务国家重大需求和国土资源中心工作的大路上勇往直前,继续在高精尖勘探装备和技术领域的研发领先国内,力争实现部分技术与世界水平并跑或领跑。

    做新时代地质钻探装备与技术研发的领航者

    全国2020年统测点分布图

     

    该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局岩溶地质研究所及六大区中心等单位共同参与完成。牵头完成人为李文鹏、吴爱民、郑跃军。其主要创新点:

    1.首次完成全国地下水位统一监测,测点总数达6.7万个,全国重点监测区平均监测点密度由每百平方千米0.57个提升至1.69个,系统掌握了地下水流场状况。

    2.首次实现面积50平方千米以上的34个地下水漏斗年度变化监测,2020年总面积6.1万平方千米,比2019年增加2625平方千米,精准评价了全国地下水超采区范围和年超采量,支撑了地面沉降防治与地下水超采治理。

    3.首次完成全国地下水储存量变化年度评价,2019-2020年度全国地下水储存量净增加10.9亿立方米。

    4.首次完成全国地下水资源年度评价,2019-2020年度全国地下水资源量约9118亿立方米。

    5.系统构建了全国-流域-省级水资源调查监测评价区划的“四体系一机制”。

     
    首次实现全国地下水位统一监测和年度资源评价

     “一带一路”图示

     

    摘要

    矿产资源领域合作是“一带一路”战略的重要组成部分。一些沿线国家拥有丰富的矿产资源,是世界矿物原材料的主要供给基地。更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。

    我国与沿线其他国家在产业结构等方面也具有较强的互补性。中亚国家油气资源丰富,但勘探开发开采能力相对较弱,基础设施建设也较薄弱。东南亚区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。我国在装备、技术、资金等方面甚有优势。这样的合作方式不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,我国也可以优化矿业产业结构,实现优势互补。

    “一带一路”贯穿亚欧非大陆,一头是活跃的东亚经济圈,一头是发达的欧洲经济圈,中间广大腹地国家经济发展潜力巨大。丝绸之路经济带重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲(波罗的海);中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海;中国至东南亚、南亚、印度洋。21世纪海上丝绸之路重点方向是从中国沿海港口过南海到印度洋,延伸至欧洲;从中国沿海港口过南海到南太平洋。

    “一带一路”战略的实施,无论是沿线配套建设的铁路、公路、桥梁、水库等基础设施,还是在矿产资源勘查的基础上发展矿业,都具有深远意义。

    我国拥有技术、装备、资金、人才及基础设施建设等优势,一些沿线国家矿产资源丰富,而且都有加大矿产资源勘探开发及实现资源优势向经济优势转变的共同愿景。我国愿与其他沿线国家加强矿业合作,实现优势互补。

    “一带一路”战略的实施,为沿线国家矿业合作提供了新机遇、新平台,广受矿业界人士的好评。矿业巨头淡水河谷负责人直言非常看好“一带一路”,认为“一带一路”沿线国家与地区将率先受益。

    矿业合作是“一带一路”战略重要内容

    “一带一路”战略是综合当前国际国内形势推出的重要举措,对于促进沿线国家经济繁荣与双边、多边区域经济合作具有重要意义。

    为促进“一带一路”建设,在2014年APEC北京峰会上,我国推出了3大创举,即成立亚洲基础设施投资银行(AIIB)、丝绸之路基金以及推进亚太自由贸易区(FTAAP),共同加强全方位基础设施和互联互通建设,促进贸易投资便利化。2015年3月28日,国家发展改革委、外交部、商务部3部委联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,对共建原则、框架思路、合作重点、合作机制等方面提出了倡议,勾勒了“一带一路”的发展前景。其中,丝绸之路基金明确表示,将资源合作作为重要的融资支持方向。这些举措将为矿产资源合作提供必要的基础设施建设、金融资金支持和贸易便利化服务等。

    我国与一些沿线国家毗邻、山水相依,具有千丝万缕、唇齿相依的独特关系。相邻的国家以矿产资源合作为起点,构建利益共同体,将极大地促进区域和平稳定发展,实现多方共赢,同时为加强矿产资源领域合作提供了重大发展机遇。

    矿产资源领域合作是“一带一路”的重要组成部分,是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长优势的关键领域。

    对此,长期在新疆从事矿业开发的喀什西凯矿业有限责任公司董事长韩冰也有着自己的观点:“在‘一带一路’战略的大背景下,我国可以充分发挥基础设施建设优势,但是当‘一带一路’沿线的公路、铁路打通之后,如果沿线没有产业支持,与之相关的战略部署如何落地?依靠什么来支撑?在沿线发展哪些产业?这将是要面对的一系列问题。” 韩冰进一步分析说,我国西部地区,尤其是新疆,以及与之毗邻的一些沿线国家,除了农业,很多地方还没有建成工业化体系,仅仅依靠农牧业,很难大规模地发展第三产业。而且,“一带一路”沿线的公路、铁路打通之后,仅依靠农牧业也远不能满足其运力。我国东西部地区差异非常大,东部依据沿海、人口稠密等要素发展服务贸易具有优势,所以服务贸易经济能够发展起来。但西部地区如果不依靠资源,发展贸易是无源之水,非常困难。即使有内地移民到新疆,如果没有持续长久的产业作为支撑,仅凭贸易一阵风过后,这些新移民还会选择再离开,很难长期驻守在这片土地上,无法实现安居乐业。而与新疆毗邻的一些沿线国家矿产资源丰富,且都有迫切将资源优势转化为经济优势的需求,发展绿色矿业可作为其长久发展的支撑产业。只有这样,“一带一路”战略的落地才能实施的更为顺利,才能形成最牢固的根基,也能更好地促进我国边疆地区的长治久安。

    在国家“一带一路”战略的背景下,韩冰把公司定位于“稳定勘查业务,推进矿业开发,快速结合资本市场,打造为‘三位一体’的综合矿业集团”,如今已经发展成为地质勘查与矿业开发并举的综合性矿业公司,拥有探矿权及采矿权近百个,总面积1200平方千米,分布于新疆喀什地区、和田地区、克州等南疆三地州, 矿权区均位于国家“358”项目的重点成矿区带上,已经探明及发现的矿产有铁、铜、铅锌、金银、锂、铷、钼、钴等。韩冰相信,随着国家“一带一路”战略的实施,矿业企业也会有更多更好的发展机遇,非常值得期待。

    也有业内人士提醒,应该认识到“一带一路”是宏伟战略,不是囊括一两个大项目那么简单,不是短期就能完成的,加之现在的矿业开发已不是简单地实现盈利,而是走向了大地质观、大资源观和大生态观统筹推进的新时代,全面融入了社会经济的各个层面和发展的全过程,更是一个系统工程。

    “一带一路”沿线国家矿产资源丰富

    一提到“一带一路”,国内多数人首先会联想到是新疆,新疆作为“丝绸之路经济带核心区”,也是“一带一路”沿线的一个重要节点,与中亚五国毗邻,中亚也是世界新能源资源基地。在2016年新疆矿博会上,中国地质调查局西安地质调查中心主任兼国土资源部中国-上海合作组织地学合作研究中心主任李文渊表示,新疆与中亚五国合作找矿潜力巨大。据其介绍,全球有五大油气资源富集区,中东是其中油气资源最富集地区,中亚-俄罗斯地区次之,因此中亚五国是世界第二大待开发油气产地的重要组成部分。全球油气资源1707亿吨(相当于1.2万亿桶),有国际机构认为中亚五国石油总储量可能高达2118亿桶,占有相当大的比例。除此之外,中亚地区矿产资源也非常丰富,目前发现有25处百吨以上金矿床、17处千万吨以上铜矿床、6处50万吨以上钼矿床、23处500万吨以上铅锌矿床、8处30万吨以上锑矿床、4处100万吨以上稀土矿床、30处2万吨以上铀矿床……该地区金、锌、铝、锑、锰、铬等矿产资源储量均居世界前列,已发现世界级特大型金属矿床32个,且与我国新疆同属一个成矿域,有相似的成矿环境,含有大型、超大型矿床的成矿带延伸入新疆。

    不仅中亚国家矿产资源丰富,一些沿线国家也都拥有丰富的矿产资源,“一带一路”串起了一个个巨大的能源矿产宝藏,是世界矿物原材料的主要供给基地,在全球经济和社会发展中扮演着资源的重要角色。据公开的数据显示,在这个区域内储藏的矿产资源有近200种,价值超过250万亿美元,占全球的61%。其中,世界上煤的蕴藏量最高的地区在中国和俄罗斯境内;乌兹别克斯坦被称为“黄金之国”;东南亚诸国有长达2500千米的锡矿带,也是全球最为著名的宝玉石产区;目前已探明的石油蕴藏量最多的地区是西亚诸国;印度和俄罗斯是钻石重要产区;俄罗斯库尔斯克分布有世界最大的产铁盆地等。

    “在全球成矿单元的四大成矿域中,包含12个‘一带一路’成矿区带,各成矿区带中产出大、超大型矿床总数达326个,这也为‘一带一路’开发矿业奠定了有利成矿地质资源背景。”矿床地质与矿产勘查学专家、中国工程院院士裴荣富介绍。

    合作是实现优势互补的必由之路

    沿线国家矿产资源丰富,但更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。例如,中亚国家的油气资源,印尼、菲律宾的镍、铁,马来西亚、文莱的石油,越南的铝土、铁,泰国、老挝的钾盐等,都是我国急需进口的大宗矿产品。而我国丰富的稀土和钼资源,及广大的市场需求也可为相关国家所用。

    除了矿产资源的互补,我国与沿线其他国家的互补性还表现在产业结构等方面。从经济发展上看,沿线国家大多与我国一样属于发展中国家,拥有共同的利益诉求。我国30多年来的快速发展,为广大发展中国家提供了可资借鉴的发展模式,同时也具备了融资、技术、管理等方面的优势,对矿产资源的合理开发利用具有积极作用。

    “油气资源丰富的中亚国家,勘探开发开采能力相对较弱,而且都面临着基础设施建设、国家工业体系构建、发展经济等重大任务,在此过程中矿业做出了主要贡献,特别是哈萨克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦人均GDP世界排名大幅提高。”李文渊说,由于历史原因,目前中亚国家已探明的能源矿产资源,主要还是前苏联计划经济地质勘查时期的成果。近25年来,中亚各国政府由于财政收入低,地质勘查投入有限,特别是吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦两国政府地质勘查投入很低,矿产勘查主要依赖社会投入,这些国家鼓励外资企业投入勘查,但由于政策的不确定性、不透明性,中资企业面临很大的政策风险和资金风险,进行风险勘查的少,多是购买中亚各国成熟矿山或已探明的矿床,矿产资源进一步合作的空间还较大。

    缅甸矿业部地质调查和矿产勘查局有关负责人也曾表示,缅甸的矿产资源丰富,但开发手段比较传统落后。“目前,缅甸东部地区要做进一步的矿产勘查开发,正在修订相关法律规定以吸引外国投资者,希望引进先进的技术和方法,帮助缅甸解决在矿业开发中遇到的难题。”有业内人士表示,“这种情况在东南亚很普遍。中国与东南亚地理上相邻,地质构造相连。东南亚位于中国西南三江成矿带和华南成矿带向南延伸地带,成矿条件优越,区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。”

    在矿业开发方面,沿线这些国家与我国合作前景广阔,潜力巨大。

    加大矿产资源勘探开发力度,实现资源优势向经济优势转变,是“一带一路”沿线国家共同的愿景。而我国是有装备、技术、资金方面的优势,不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,而且我国也可抓住机会,优化矿业产业结构。比如,“一带一路”庞大的基础设施建设投资可能会推升钢铁需求。这样的产能合作,不仅可以满足这些国家对钢铁的需求,还可以为国外优越的矿产资源提供市场。

    同时,“一带一路”战略也将给我国国内产业带来以下发展机遇:

    一是通路通航,包括交通运输业(港口、公路、铁路、物流),铁路建设与相关设备,航空服务、设备、整机生产等。在“一带一路”建设中,交通运输是优先发展领域,以加快提升我国与周边国家交通基础设施的互联互通水平,并形成区域交通运输一体化。

    二是基础设施产业链,包含建筑业(建筑及基础设施工程),装备制造业(设备及配套类装备制造),基建材料(钢铁、建材、有色等)。

    三是能源建设,包括中国油气进口的管道建设相关产业,电站建设、电力设备等。

    四是信息产业,抓住各国经济的数字化趋势,加快我国信息产品和服务走出去。

    在矿业全球化的背景下,矿产资源领域合作是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长新动力的关键内容。“一带一路”沿线国家与我国具有良好的矿产资源合作基础,且资源合作能进一步带动产能合作与经济互联,为区域命运共同体建设奠定发展基础。因此,“一带一路”沿线国家的矿产合作,是实现优势互补的必由之路。

    沿线国家期待合作走向纵深

    “一带一路”沿线国家相互加强能源资源和产业链合作,提高就地加工转化率,共同开展资源调查评价、矿业风险监测评价,以矿产资源开发为纽带,构建利益共同体。

    很多专家分析认为,“一带一路”战略向纵深推进,必将进一步拓展沿线各国矿业合作的空间,在互惠互利的市场经济条件下,充分利用和整合各方优势,优势互补,激发活力,这对仍处在深度调整期的全球矿业来讲,具有很强的吸引力。

    如今,很多沿线国家已经深切体会到,通过“一带一路”建设,将能够共享中国改革发展的红利,并将本地区的资源、技术与资金优势等转化为市场与合作优势。为此,各国对沿线开展矿业合作的热情高涨。

    “一带一路”沿线很多国家地质调查机构的官员和学者,也纷纷表达了与中国开展矿业合作的强烈愿望。巴基斯坦地质调查局有关负责人表示,由于经济发展需要,巴基斯坦迫切需要发展繁荣矿业,使能源的使用率最大化。

    在2015年中俄博览会东北亚矿业合作会议上,来自俄罗斯和蒙古等国的代表齐聚哈尔滨,分享了各自的找矿成果,表达了积极合作的愿望。短短半天时间,中俄就有22个矿业合作项目签约。

    同年在中国-东盟矿业合作论坛上,来自中国、东盟各国和其他国家的代表,聚焦“一带一路”战略构想下的矿业机遇,围绕矿业形势、地学研究合作、矿业政策研究、地质环境保护等议题进行深入讨论。与此同时,在同年的 “一带一路”沿线国家地学合作论坛上,来自缅甸、越南、泰国、塔吉克斯坦、巴基斯坦和土耳其矿产资源部门的代表,介绍了自己国家的资源赋存和地质勘查情况,表达出强烈地合作愿望。

    新疆矿博会作为 国家“一带一路”沿线上的重要矿业展会,为中国企业进入“一带一路”沿线国家,为沿线国家与中国矿企合作提供了开放的平台。在新疆矿博会举办的中国-亚欧矿业部长级论坛上,来自哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦等国家部长级官员与我国矿界人士共同探讨了“一带一路”战略下的矿业合作发展方向,进一步促进了沿线国家的矿业合作,这些国家的部长级官员与我国矿企及有关部门就矿业开发达成了一揽子意向合作,取得了矿业开发合作的实质性进展,新疆矿博会也因此得到周边国家矿业管理部门的广泛认可。

    在当今矿业全球化大背景下,“一带一路”的战略前景,预示着沿线各国彼此之间的真诚合作,必将把各国的资源优势转化为经济增长新动力,从而为全球矿业发展带来前所未有的新机遇。

     

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    “一带一路”战略

    2013年9月和10月,中国国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。2014年3月,国务院总理李克强在政府工作报告中提到抓紧规划建设“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”,同年12月,李克强总理开启了新一轮亚欧之旅,全面推进“一带一路”战略,标志着作为国家战略的“一带一路”开始进入实质性操作阶段。

    “一带一路”建设是一项系统工程,要坚持共商、共建、共享原则,积极推进沿线国家发展战略的相互对接。为推进实施“一带一路”重大倡议,让古丝绸之路焕发新的生机活力,以新的形式使亚欧非各国联系更加紧密,互利合作迈向新的历史高度,为此中国政府特制定并发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》。

    从国家顶层设计来看,“一带一路”战略以打造新亚欧大陆桥经济走廊、中伊土经济走廊、中巴经济走廊、孟中印缅经济走廊、中新经济走廊、中蒙俄经济走廊6条经济走廊和海上战略支点为核心,以通路、通航和通商为发力点,向纵深推进。“一带一路”战略有远近两大战略愿景,近期落于“基建互通、金融互通、产业对接、资源引入”,远期则是“商贸文化互通、区域经济一体化和共同繁荣”。

    “一带一路”战略将重点加强与沿线国家在基础设施、经贸、产业投资、能源资源、金融、人文交流、生态环境等多领域、多方面的合作,“一带一路”的建设将极大促进沿线国家和地区的矿业开发,但同时也给矿业开发带来了新机遇、新挑战。

    矿业合作,“一带一路”战略的有力支撑

    9月10日,由中国地质调查局勘探技术研究所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻,标志着这一世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕。来自业主方土耳其CINER集团、总承包方中国天辰工程有限公司和地调局勘探所代表共约60余人参加了开钻典礼。

    卡赞天然碱矿地下工程是地调局勘探所自2003年进入土耳其进行对接井施工所承担的首个海外EPC项目。该工程由地调局勘探所承担设计与施工,主要采用“慧磁”技术。该项目共计施工采卤水平井组74组,每组分别由1口水平井和2口垂直井组成,单井总数达222口。该工程旨在为卡赞天然碱矿年产250万吨纯碱厂提供卤水。“慧磁”技术是地调局勘探所在深入调研技术前沿基础上,瞄准国际先进水平,提出了研发高精度定向对接井仪器设想,并在中国地质调查局的支持下,依托地质大调查项目自行研制成功的高精度磁中靶引导系统。“慧磁”在土耳其对接井工程中成功应用,创造性的设计并实现了多井组的连通,真正实现了地下“穿针”技术,使地调局勘探所的地下对接连通井技术在国内外处于主导地位。

    目前,地调局勘探所在国土资源部公益性行业科研专项经费项目支持下,正在开展深孔高温磁中靶系统“慧磁”的升级,其成果将促进定向钻进中靶系统在煤层气开采、页岩气开采、天然气水合物开采、稠油开采、水溶性矿产开采以及矿山救援等领域的广泛应用。

    在国家“一带一路”战略中,土耳其作为一个横跨欧亚大陆的重要节点具有显著的地理位置。地调局勘探所将立足土耳其,在做好土耳其天然碱工程的同时,积极推动“慧磁”定向中靶引导系统等优势技术向其他国家推广应用,加快实用新技术的研发,落实地调局建设国际一流地调局的宏伟目标,使地调局勘探所的工程技术走向世界。

    卡赞开钻仪式

    检查卡赞矿区第一孔开钻前准备工作

    检查贝巴扎里矿区施工现场

    “中国技术”扎根土耳其

     

    “慧磁”钻井中靶导向系统 

     

     

    在土耳其三期实施的双通道四靶点平行对接井H007U 

     

     

    “U”形冶井对接作业原理 

     

    自古以来就有种说法叫“上天容易入地难”。人类可以借助天文望远镜观测成百上千光年远的浩瀚太空,但对地表以下——我们脚踏的这片土地深处却是一头雾水,想要探索地下深处的奥秘几乎是不可能完成的任务。

     

    如今,一种新的技术可以让我们实现在地下“穿针引线”,这便是高精度对接连通井技术——“慧磁”。这一技术也成为了钻孔的地下“导航”,可以将相距数百米或上千米的井组在地下矿层连通。据了解,该技术的核心是“慧磁”高精度中靶导向系统,源于中国地质调查局勘探所承担的“高精度定向钻进中靶系统研究”项目。该项目由中国地质调查局2008年立项,旨在通过试验研究建立起定向钻进中靶模型,引导钻进进入靶区,实现精确中靶。

     

    近年来,中国地质调查局一直全力支持、支撑该技术的研发与突破。据了解,“慧磁”高精度中靶导向系统目前所取得的成果具有完全自主的知识产权,打破了国外公司的技术垄断,也使中国地调局勘探所成为国内首家、全球继美国之后第二家拥有该项技术的单位,达到国际领先水平。而该项技术比一些国外技术更加先进的地方在于:首创低电压可充电电池供电,可用于煤矿井下等高危作业环境(美国仪器采用的是220V电源供电,不适应煤矿等使用);入井探管直径和长度分别为42毫米和1.4米,可用于穿过60毫米直径的中心管下入探管至井底(美国仪器为45毫米、1.9米,最小用于73毫米直径中心管),可完成更小曲率半径的定向井导向。

     

    讲到“慧磁”技术,也不得不说说它的发明团队——勘探所定向钻探室主任胡汉月教授的科研团队。该团队在胡汉月的带领下,多年来一直从事着定向钻探技术的研发工作,凭借着地质人的一股子不服输精神和坚定执着的热情,将实践和科研相结合,终于研制成功“慧磁”技术。该技术研发成功的消息一传出,就在圈内引起的不小的震动,原来占尽技术优势的美国的同类产品只能大幅降低产品和服务价格,奈何也只是挣扎。

     

    服务“一带一路”战略:

     

    中国技术扎根土耳其

     

    在国家“一带一路”战略中,土耳其作为一个横跨欧亚大陆的重要节点,地理位置和战略地位极其显著。

     

    2009年,“慧磁”高精度中靶导向系统第一次应用于实井测量就是在土耳其首都安卡拉西北的BEYPAZARI天然碱采集卤工程。在当地一个20平方千米的丘陵地带下储藏着近2亿吨的天然碱,2009年~2010年,勘探所与当地碱矿合作,成功完成了在该区域内23对对接井的施工任务。井组类型包括三井井组、四井井组和双通道井组等多种类型。

     

    随着第一次应用的成功,“慧磁”钻井导向系统开始大量参与到对接中靶作业中。2014年,勘探所作为独立承包商签订了BEYPAZARI天然碱矿钻井工程四、五期合同,总计145口井,施工也全部取得了预期的效果。

     

    特别值得一提的是,此次施工还完成了当时世界上规模最大的采用对接井水溶开采方法的钻井工程。2015年9月10日,由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻,标志着这一世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕。而该工程采用的核心技术就是“慧磁”技术,该项目旨在为卡赞天然碱矿年产250万吨的纯碱厂提供卤水,计划将在2015年~2018年共施工74个采卤水平井组,单井总数达222口。

     

    “慧磁”技术在土耳其成功应用的过程中,勘探所创造性地设计并实现了多井组的连通,真正使得地下“穿针”技术成为了现实。同时,勘探所在施工中大胆创新,克服地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难,积累了处理复杂问题的丰富经验,为未来推动“慧磁”定向中靶引导系统等优势技术向其他国家推广、承揽国际工程打下了坚实的基础。

     

    服务新能源开采:

     

    煤层气开采拓展应用

     

    自煤层气水平对接井领域引入美国Vector公司生产的RMRS旋转磁测距系统以来,我国煤层气和水溶开采领域的定向对接井的施工技术取得了重大突破。但是,大多数应用仍局限于传统的U形井组(由一个垂直井和一个水平井组成的井组)。

     

    在勘探所实施的华晋焦煤柳林煤层气项目中,施工的DS井组是由2个水平井组成的煤层气井组,要实现两井的对接实为不易。由于“慧磁”钻井中靶导向系统具有无需外供电、体积小、中文软件界面等优点,可精确测量钻头与靶点之间的方位偏差、顶角偏差和距离,因此该煤层气井组采用“慧磁”技术使2井实现“点对点”对接。这也是国内首次采用地面施工水平井与巷道施工水平井进行连通的工程。

     

    凭借“慧磁”技术的高精度性能,山西柳林沙曲煤矿通过使用该系统,使地表钻进1500米深的定向水平孔与煤矿巷道内钻出的顶角为106度的水平孔成功实现对接,取得了“点对点”的精准连通效果。

     

    该井的联通,既保证该矿地下采煤时的安全,又提高了能源的开采与利用率。据了解,该工程共有两个主分支,四个侧分支,将两个主分支分别与井下瓦斯抽放钻孔实现对接,对接成功后进行井下瓦斯预抽采。目前,其中一分支已进入试抽采期,经抽采数据表明,该分支日产气量1万立方米以上,抽采瓦斯浓度达90%以上,瓦斯流量最高达10立方米/分钟以上。该水平井的产气量目前已超出了预期效果,据以往同类井型抽采效果表明,该井产量将会继续攀升,有望创造新的产气纪录。

     

    服务固体矿产水溶开采:

     

    天然碱矿、盐矿开采应用

     

    当水溶采矿方法与定向对接井技术相结合起来,一种低投入、高产出、高效率、绿色环保的采矿方法诞生了。特别是在盐、碱、磷、芒硝等的钻孔水溶或水力开采领域,采用定向对接井是一种事半功倍的方法,不但矿山投资小,而且占地面积最少,地表无尾矿产生,开采深度可达3000米,这无疑是一种绿色环保的矿山开采方法。

     

    2014年11月,勘探所在河南安棚天然碱矿采用该技术引导SP01水平井与其靶井实现了一次对接连通,连通点垂深达2850米,创全球薄层碱矿对接井水溶开采垂深最深纪录。该井组连通后,在注水流量达60立方米/小时的条件下,出卤浓度高达120克/升,成功实现了稳产和高产的目的。该成果也是勘探所在湖北沙隆达盐矿连通2800米深井后又一新突破,创下了水平对接井深新纪录。

     

    河南安棚天然碱矿是国内发现的大型天然碱矿之一,是世界上埋藏最深的天然碱矿床。勘探所实施的水平井开采的矿层埋深达2800米以上,该矿层是由厚度从0.1米至1米不等的矿互层及夹层组成,矿层顶、底板及夹层主要为白云岩。而且,区域内矿层极不稳定,起伏比较大,电测井时经过3次对比才最终确定矿层。勘探所实施的钻井工艺除了采用合理的钻具组合、井身结构外,在井眼轨迹控制方面采取了特殊工艺方法,包括采用无线随钻测斜仪、引入了地质导向仪引导钻头和采用该所自主研发的深孔高温磁中靶仪。实践表明,该仪器实现了一次指导中靶成功,这种工业生产与科研成果紧密结合的模式,对勘探所今后的科研工作起到了较强的示范作用。

     

    据了解,在国内,勘探所生产的“慧磁”钻井中靶导向系统已成为水溶采矿钻井设备的标配,正在发挥着越来越重要的作用。据不完全统计,自2009年“慧磁”系统首试成功以来,截至目前已成功完成了百余次对接连通指导作业,且实现了100%连通。目前,在国内的盐碱采卤井对接领域,“慧磁”的市场占有率已经以较大优势超过了美国的RMRS仪器。

     

    开辟服务新领域:

     

    避障防碰、引导巷道掘进

     

    在钻探区域,有时存在一些废弃井或其它地下管道,在钻进时需要避开它们,这时可以借助磁引导技术,引导钻进避开这些障碍物。

     

    2013年4月,从大连旅顺传来喜讯,勘探所为北京万地地质工程公司因地质原因出现埋钻事故的热水井而实施的纠斜绕障工程圆满竣工。该工程要求绕过位于井深1394米的事故头位置。由于事故地层为千枚岩,硬度达7~8级,常规钻进钻速仅为20~30厘米/小时,施工难度极大。该绕障工程的成功实施,充分展现了勘探所雄厚的技术实力和团队协作精神,为定向钻进技术开辟了一个新的应用领域。

     

    “慧磁”钻井导向系统还可用于引导钻孔与巷道之间的连通。2014年2月,勘探所“慧磁”钻井导向系统在河南省三门峡卢氏县杨家湾铁矿成功引导巷道掘进,实现其与钻孔连通。在之前该钻孔与巷道贯通的过程中,由于钻孔测斜受铁磁性金属矿干扰,连通失败。勘探所技术人员抵达工地后,经7个小时的地下巷道和地面测量作业,为业主提供了钻孔相对于巷道的偏差测量结果。该矿山按勘探所提供的测量结果掘进巷道,仅用1天多的时间就使巷道与钻孔实现了连通。

     

    服务矿山救援:

     

    “慧磁“的首次尝试

     

    在智利矿难采用钻井救援成功后,勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案:在矿山井下预设磁信标装置,矿难发生后可由被困人员启动,磁信标可连续30天以上向外发射磁信号,用于提示井下存活人员及所处位置,并精确引导地面救援孔钻入被困区域,提高援救效果和效率。

     

    在山东平邑玉荣石膏矿坍塌事故救援现场,勘探所技术人员提出了上述方案,作为备选方案完成了现场实施的技术准备和地面验证,得到了国家安全生产救援抢险指挥中心及工程施工单位的高度肯定,并将磁信标下入井内交到被困矿工手中。最后由于救生井的成功贯通,勘探所的救援方案未能实施,但也完成了我国“慧磁“系统在矿山救援的首次尝试,为矿山抢险救援提供了一种备选的高科技手段。

     

    “慧磁”中靶引导系统自2009年10月在土耳其工地成功连通第一对井后,其应用领域正在不断地扩展,技术水平不断提高。从国外钻井市场到国内钻井市场,从天然碱矿到盐矿,再到煤层气领域,打破了国外同类产品的技术垄断,逐步形成了本土化技术服务优势,使勘探所在定向钻井领域走在业界前列。

     

    目前,勘探所在中国地质调查局公益性行业科研专项经费项目支持下,正在开展深孔高温磁中靶系统“慧磁”的升级,其成果将在未来的页岩气勘探开发市场、地下热能开发的拓展应用、在矿山救援井的拓展应用中发挥重要作用,为我国的页岩气勘探开发、地下热能开发、矿山救援等方面提供坚实有力的技术保障。

    地下“导航”
      自古以来就有种说法叫“上天容易入地难”。人类可以借助天文望远镜观测成百上千光年远的浩瀚太空,但对地表以下、我们脚踏的这片土地深处还一头雾水,地表以下几万米甚至于几千米的深度都处处存着这挑战。所以,你能够想象在几千米深度的地下“穿针引线”吗?

      如今,我们真正实现了这种地下的“穿针引线”—“高精度对接连通井技术”,钻孔地下“导航”,是将相距数百米或上千米的井组在地下矿层连通的技术。该技术的核心是“慧磁”高精度中靶导向系统,源于勘探所承担的“高精度定向钻进中靶系统研究”项目。该项目由中国地质调查局2008年立项,旨在通过试验研究建立起定向钻进中靶模型,引导钻进进入靶区,实现精确中靶。

      近年来,中国地质调查局一直全力支持、支撑该技术的研发与突破,目前,“慧磁”高精度中靶导向系统”所取得的成果具有完全自主的知识产权,打破了国外公司的技术垄断,使勘探所成为国内首家、全球继美国之后第二家拥有该项技术的单位,达到国际领先水平。同时比美国更加先进:首创低电压可充电电池供电,可用于煤矿井下等高危作业环境(美国仪器采用220V电源供电,不适应煤矿等使用);其入井探管直径和长度分别为42mm和1.4m,可用于穿过60mm直径中心管(美国仪器为45mm、1.9m,最小用于73mm直径中心管)下入探管至井底,可完成更小曲率半径的定向井导向。

      讲到“慧磁”技术,不得不说说它的发明人—勘探所定向钻探室主任胡汉月教授及其带领的团队,多年来从事着定向钻探技术科研开发工作,凭借着地质人的一股子 不服输、坚定执着的热情将实践和科研相结合,实践中科研、科研中反复实践,终于研制开发成功“慧磁”高精度中靶导向系统,成果转化突出。“慧磁”成功的消 息一传出,就在圈内引起的不小的震动,原来占尽技术优势的美国的同类产品立即由提供技术服务到降价出售仪器,奈何也是挣扎。目前,胡汉月常年驻土耳其主持 开展对接井水溶采集卤工程,继续升级“慧磁”。



    “慧磁”钻井中靶导向系统
     
      服务“一带一路”战略——“中国技术”扎根土耳其
      在国家“一带一路”战略中,土耳其作为一个横跨欧亚大陆的重要节点具有显著的地理位置。2009年,“慧磁”高精度中靶导向系统第一次应用于实井测量就是在土耳其首都安卡拉西北的BEYPAZARI天然碱采集卤工程。在当地一个20平方公里的丘陵地带下,储藏着近2亿吨的天然碱。2009-2010年勘探所与当地碱矿合作,成功完成了23对对接井的施工任务。井组类型包括三井井组、四井井组和双通道井组等多种类型。



      随着第一次应用的成功,“慧磁”钻井导向系统开始大量参与到对接中靶作业中。2014年,勘探所作为独立承包商签订了BEYPAZARI天然碱矿钻井工程四、五期合同,总计145口井,全部取得了预期的效果。此次施工完成了当时世界上规模最大的采用对接井水溶开采方法的钻井工程。

      2015年9月10日,由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻,标志着这一世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕。而采用的核心技术就是“慧磁”技术,该项目将在2015-2018年三年时间内共计施工74个采卤水平井组,单井总数达222口,旨在为卡赞天然碱矿年产250万吨纯碱厂提供卤水。

      “慧磁”在土耳其对接井工程中成功应用,创造性的设计并实现了多井组的连通,真正实现了地下“穿针”技术,使勘探所的地下对接连通井技术在国内外处于主导地位。同时,也是勘探所在施工中克服地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难的大胆创新,为未来推动“慧磁”定向中靶引导系统等优势技术向其他国家推广、承揽国际工程打下了坚实的基础。

      服务新能源开采——煤层气开采拓展应用
      自煤层气水平对接井领域引入美国Vector公司生产的RMRS旋转磁测距系统以来,我国煤层气和水溶开采领域的定向对接井的施工技术取得了重大突破。然而,大多数应用仍局限于传统的U形井组,属于由一个垂直井和一个水平井组成的井组,而华晋焦煤柳林煤层气项目DS井组是由2个水平井组成的煤层气井组,由于“慧磁”钻井中靶导向系统具有无需外供电、体积小、中文软件界面等优点,可精确测量钻头与靶点之间的方位偏差、顶角偏差和距离,因此该煤层气井组首次采用勘探所自主知识产权的“慧磁”钻井中靶引导系统使2井实现“点对点”对接。该井组也是国内首次采用地面施工水平井与巷道施工水平井进行连通的工程.

      凭借“慧磁”中靶导向系统的高精度性能,在山西柳林沙曲煤矿使用该系统,把地表钻进的1500m深定向水平孔,与煤矿巷道内钻出的顶角为106°水平孔成功实现对接,取得了“点对点”的精准连通效果。既保证地下采煤时的安全,又提高了能源的开采与利用率。该工程共有两个主分支,四个侧分支,将两个主分支分别与井下瓦斯抽放钻孔实现对接,对接成功后进行井下瓦斯预抽采。目前,其中一分支已进入试抽采期,经抽采数据表明,该分支日产气量10000m3以上,抽采瓦斯浓度达90%以上,瓦斯流量最高达10m3/min以上。该水平井的产气量目前已超出了预期效果,据已往同类井型抽采效果表明,该井产量将会继续攀升,有望创造新的产气记录。

      服务固体矿产水溶开采——天然碱矿、盐矿开采应用
      当水溶采矿方法与定向对接井技术相结合起来,一种低投入、高产出、高效率、绿色环保的采矿方法诞生了。
      
      在盐、碱、磷、芒硝等的钻孔水溶或水力开采领域,采用定向对接井是一种事半功倍的方法。不但矿山投资小,而且占地面积最少,地表无尾矿产生,可开采深度可达3000米,这无疑是一种绿化环保矿山开采方法。
      
      2014年11月,勘探所在河南安棚天然碱矿采用该技术引导SP01水平井与其靶井实现了一次对接连通,连通点垂深达2850米,创全球薄层碱矿对接井水溶开采垂深最深记录。该井组连通后,在注水流量达60m3/h的条件下, 出卤浓度高达120g/L,成功实现了稳产和高产的目的。

      该成果是勘探所继在湖北沙隆达盐矿连通2800米深井后又一新突破,创水平对接井深新记录。河南安棚天然碱矿是国内发现的大型天然碱矿之一,是世界上埋藏最深的天然碱矿床。勘探所实施的水平井开采的矿层埋深达2800米以上,该矿层是由厚度从0.1米至1米不等的矿互层及夹层组成,矿层顶、底板及夹层主要为白云岩。而且矿层极不稳定,起伏比较大,电测井时经过3次对比才确定矿层。勘探所钻井工艺除了采用合理的钻具组合、井身结构外,在井眼轨迹控制方面采取了特殊工艺方法。一是采用无线随钻测斜仪,二是引入了地质导向仪引导钻头;三是中靶仪器采用勘探所研发的深孔高温磁中靶仪。实践表明,该仪器实现了一次指导中靶成功。这种工业生产与科研成果紧密结合的模式对勘探所今后的科研工作起到了较强的示范作用。

      在国内,勘探所生产的“慧磁”钻井中靶导向系统已成为水溶采矿钻井设备的标配,正在发挥着越来越重要的作用。据不完全统计,自2009年“慧磁”系统首试成功以来,成功完成了百余次以上的对接连通指导作业,实现了100%连通。在盐碱采卤井对接领域,“慧磁”的市场占有率以较大的优势超过了美国RMRS仪器。
     

      开辟服务新领域——避障防碰、引导巷道掘进
      避障防碰:在钻探区域,有时存在一些废弃井或其它地下管道,在钻进时需要避开它们,这时可以借助磁引导技术,引导钻进避开这些障碍物。2013年月4日从大连旅顺传来喜讯,勘探所为北京万地地质工程公司因地质原因出现埋钻事故的热水井而实施的纠斜绕障工程圆满竣工。该工程要求绕过位于井深1394m的事故头位置,事故地层为千枚岩,硬度达7-8级,常规钻进钻速仅为20-30cm/h该绕障工程的成功实施充分展现了勘探所雄厚技术实力和团队协作精神,为定向钻进技术开辟了一个新的应用领域。

      “慧磁”钻井导向系统成功还可用于引导钻孔与巷道之间的连通。2014年2月,勘探所“慧磁”钻井导向系统在河南省三门峡卢氏县杨家湾铁矿成功引导巷道掘进,实现其与钻孔连通。在之前该钻孔与巷道贯通的过程中,由于钻孔测斜受铁磁性金属矿干扰,连通失败。勘探所技术人员抵达工地后,经7个小时的地下巷道和地面测量作业,为业主提供了钻孔相对于巷道的偏差测量结果。业主按提供的测量结果掘进巷道,仅用1天多的时间就使巷道与钻孔实现了连通。

      服务矿山救援—完成“慧磁“系统在矿山救援的首次尝试
      在智利矿难采用钻井救援成功后,勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案:在矿山井下预设磁信标装置,矿难发生后可由被困人员启动,磁信标可连续30天以上向外发射磁信号,用于提示井下存活人员及所处位置,并精确引导地面救援孔钻入被困区域,提高援救效果和效率。

      在山东平邑玉荣石膏矿坍塌事故救援现场,勘探所技术人员提出了上述方案,作为备选方案完成了现场实施的技术准备和地面验证,得到了国家安全生产救援抢险指挥中心及工程施工单位的高度肯定,并将磁信标下入井内交到被困矿工手中。最后由于救生井的成功贯通未能实施,但完成了我国“慧磁“系统在矿山救援的首次尝试,为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

      “慧磁”中靶引导系统自2009年10月在土耳其工地成功连通第一对井后,其应用领域正在不断地扩展,技术水平不断提高。从国外钻井市场到国内钻井市场,从天然碱矿到盐矿,再到煤层气领域,打破了国外同类产品的技术垄断,逐步形成了本土化技术服务优势,使勘探所在定向钻井领域走在业界前列。

      目前,勘探所在中国地质调查局公益性行业科研专项经费项目支持下,正在开展深孔高温磁中靶系统“慧磁”的升级,其成果将在未来的页岩气勘探开发市场、地下热能开发的拓展应用、在矿山救援井的拓展应用中发挥重要作用,为我国的页岩气勘探开发、地下热能开发、矿山救援等方面提供坚实有力的技术保障。



    高精度对接连通井技术