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    针对我国当前地下水勘查和监测中存在的常规分层勘查效率低、垂向探测不精细及水文地质参数不准确等问题,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)在借鉴和吸收国内外相关研究基础上,通过多年不断探索和改进,研发了具有完全自主知识产权的地下水分层勘查新技术。该技术结合一孔同径分层成井、含水层可控性封隔、单孔多层自动化监测等主要技术手段,形成了“分层成井—分层洗井—分层抽水—分层采样—分层监测”地下水分层精细勘查新模式,提高了水文地质勘探工作效率,达到精细刻画水文地质参数的目的,对科学评价合理开发地下水资源具有十分重要的意义,为科学研究、生产实践、行政管理等提供了重要技术支撑。

    该技术优势特点包括:一是能够实现“一孔多层”勘探孔分层采样及实时监测,可自动高效获取精确水文地质参数;二是该技术施工成本低、占地面积小、维护费用低;三是在工程施工方面,相比于传统丛式水文地质孔或一孔多次变径钻孔,可提高工程效率至少50%。基于上述特点,该技术已广泛应用于我国多个省区的水文地质勘查、煤田水害精细勘查、锂钾矿分层刻画等领域,并受到专家学者一致好评。

    创新研发历程和技术构成

    作为水文地质调查重要的技术手段,水文地质钻孔发挥着重要作用,传统的水文地质钻孔不能满足水文地质精细化勘查要求。为实现水文地质精细化勘查,准确评价地下水资源量,并根据地方需求制定地下水合理开发方案,服务地方社会经济建设,水环中心依托水文地质调查项目,组建了以水文地质、钻探、监测仪器等多学科科研工作者为核心的研发团队,针对封隔成井、分段洗井、分层抽水和监测等方向开展重点攻关和示范,通过十多年的技术积累和迭代,形成一整套成熟完整的地下水分层勘查技术,研发了满足108-325毫米井径的系列化产品,包括封隔器、特种潜水泵、变频调流设备、井下监测设备、自动传输设备及数据抗干扰设备,可应用井深1000米以内的分层成井、分段洗井、分层抽水和分层观测等工作。

     

    地下水分层勘查器具实物图

    一是分层成井。在细颗粒地层或钻孔结构不稳定地层分层成井过程中,传统的多层水文地质钻孔易出现钻孔事故率高、砾料回填高度测量不准确、施工效率低等问题,研发封隔注浆分层成井技术,将成井工艺改进为钻进→下管→全孔填砾→洗井→封隔注浆分层止水,突破性地去除了“分层填砾和止水”这一钻孔事故高发阶段,使得分层成井更加简单安全,大幅降低钻孔分层成井事故率,适用于1000米以内多层水文地质钻孔分层成井。

    二是分层洗井。针对传统洗井方法(活塞、空压机、潜水泵)对富水性极强的大厚度含水层洗井效果不彻底,获得水文地质参数不准确的问题,研发双封隔器分段振荡洗井技术,通过封隔器将钻孔某一含水层段进行封隔,并针对该目的层进行强力振荡洗井,使勘探孔含水层出水能力无限接近其真实值,可提高含水层富水性评价精度。

    三是分层抽水。钻孔抽水试验是获取含水层水文地质参数重要的技术手段。针对传统分层抽水方法工序繁琐、成本高、分层数量有限及参数不准确等问题,开展新型分层抽水技术研究,在有效完成分层止水的钻(井)孔内,根据不同层位、不同厚度、不同深度的含水层,将上、下两个封隔器下至井内指定位置启封,从而将目的层段与两端非目的层段隔离,利用潜水泵或取样装置对目的层段进行抽水和采集水样,同时利用设置在目的层段上部、下部和中间的传感器持续测量对应层段地下水压力和温度变化,通过数据可视化装置进行观测和记录,进而获取目的层段相关水文地质参数。

    四是分层监测。混合监测不能真实反映各含水层特性。分层监测技术可根据钻孔分层数量及改建要求,将分层勘探孔改建为连续多通道多层监测井或巢式监测井,实现分层水文地质参数动态长期实时监测。

     

     

    地下水分层抽水技术示意图

     

    分层监测技术示意图

    成果转化应用

    助力高精度水文地质调查。2014-2018年,地下水分层勘查技术支撑开展“黑河流域1:5万水文地质调查”国家地质调查项目,先后在黑河流域实施多层水文地质孔达40眼以上,最大分层数量为5层,均采用地下水分层勘查技术与设备进行分段振荡洗井、分层抽水试验和分层采样,获得了高精度的水文地质参数,深化了对区域水文地质条件的认识。一是为大厚度含水层非完整井水文地质参数计算方法及计算公式的厘定提供了基础;二是佐证了大厚度强富水含水层在洗井彻底情况下,单位涌水量随含水层厚度增加而增大的水文地质认识。

    服务煤矿水害精细勘查。自2016年至今,地下水分层勘查技术先后应用于陕西长武亭南煤业、陕煤榆北煤业、彬长孟村矿业、黑龙江龙煤双鸭山矿业等矿区水文地质勘查,通过进行分层抽水试验和分层观测,对煤矿分层涌水量进行预测,为煤矿水害精细勘查提供了技术支持,有效保证了煤矿正常生产安全。

    支撑新疆罗布泊钾盐矿资源评估。首次使用地下水分层勘查新技术对罗布泊钾盐矿卤水地区含水层进行分层抽水、取样和测试,在新疆罗布泊卤水地区实现区域盐矿精细调查,查明各个含水层的涌水量和盐量,为新疆罗布泊钾盐矿储量精确评估提供了强有力的技术支撑。

     
    地下水分层精细勘查新模式助力高精度水文地质调查
      历时近两个月,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心“河西走廊黑河流域1:5万水文地质调查”项目组圆满完成5层水文地质孔分层抽水试验,该抽水试验是目前国内外最为复杂的地下水分层抽水试验。本次抽水试验目的是通过大厚度含水层抽水试验,分析验证适合的求参方法,解决了非完整井试验难以计算含水层参数的难题,大大提高了水文地质勘查精度。

      该抽水试验对相关设备及器具要求极高。首先,要求抽水主孔和观测孔内的分层止水效果可靠,因此需要研发封隔器、过电缆遇水膨胀橡胶筒以及止水串三种分层止水器具。其次,要求抽水主孔和观测孔内下入自动水位、水温监测探头,进行实时观测。最后,抽水设备流量波动量要求控制在3%之内。

      项目组技术人员通过多次试验,不畏挑战,自主创新完成了以下四项技术,确保了HQ26孔分层抽水试验圆满完成。

      首先成功研发过电缆遇水膨胀橡胶筒。常规膨胀橡胶筒到达止水效果需要浸水7个昼夜,这无形之中会极大延长工作周期。自今年1月-5月,技术人员对膨胀橡胶配方进行优选,进行了将近20次的室内外试验与改进,终于研发出浸水48小时即能达到止水要求的过电缆遇水膨胀橡胶筒,极大提高了工作效率,缩短工作周期15天。

      其次成功研制新型过电缆封隔器。项目前两年使用的过电缆封隔器是从芯管内部穿过电缆线,直接造成芯管阻水、整体不协调、提下过程中容易磕碰电缆等问题。技术人员对过电缆封隔器的芯管结构、电缆位置、定位方式、密封方式以及气管线快速连接方式进行整体优化设计,并与专业厂家合作研制抗高压特种防水电缆,最终成功研制出新型过电缆封隔器,封隔器结构更加合理,容易组装和拆卸,便于检修和保养。该封隔器在本次抽水试验过程中发挥了极为重要的作用。

      第三成功控制潜水泵流量的波动。柴油发电机组发出的电压不稳定,直接造成潜水泵流量波动值高达4%-6%。技术人员通过与水泵厂家进行研究攻关,研制了耐磨损、抗拉强度高、性能稳定的QJ250型不锈钢潜水泵,配备质量优良的变频控制柜,成功将潜水泵流量波动值控制在0.5%以内,得到了水文地质专家的高度评价。

      第四是首次使用管内分层止水串。止水串由止水膨胀橡胶筒、自动监测探头、Φ146管材组成,在Ⅳ、 Ⅴ层分层抽水试验结束后,将止水串下入井内,对Ⅳ、 Ⅴ层进行分层止水和分层观测,抽水试验全部结束后,再将止水串打捞出来并采集数据。经过多轮的集中研讨与试验,成功完成管内分层止水串的起下工作,实现数据采集。

      技术创新是成功实施分层抽水试验的坚实基础,没有以上的技术创新,就不会取得本次分层抽水试验的成功。下一步,我们将全面系统总结本次分层抽水试验的成功经验,开始编写《多层水文地质孔分层抽水试验应用指南》,把同径分层抽水试验技术以及双封隔器分段振荡洗井技术尽快在水文地质调查项目中推广开来,为水文地质调查迈向新高度提供可靠的技术支撑。

    科技创新引领水文地质调查迈向新高度

    黑河流域重点地区水文地质调查项目钻探工作的主要任务是结合水文地质测绘、水文地质物探资料,查明黑河流域地下水含水层的水文地质结构、补给、径流、排泄等水文地质条件和水量、水质、水温等参数,为科学利用、合理开发黑河流域水资源提供可靠的水文地质基础资料。

    目前,黑河流域重点地区水文地质调查项目钻探施工正有条不紊的向前推进,完成钻孔13眼,含多层观测井6眼,单层观测井7眼,成井深度2420米。为满足水文地质勘探孔钻探施工及抽水试验要求,项目组总结出一套一井同径,封隔洗井、分层抽水,实时监控的钻探方案,采用多项新技术和新方法,大幅提高了洗井效率,解决了分层止水难题,极大地提升了大厚度地下水含水层水文地质参数的研究精度。

    一是分段封隔、振荡洗井。黑河冲洪积区中上部是极强富水区,此次调查中还发现了涌水量大于10000m3/d的极强富水含水层,采用传统方法洗井(空压机洗井、活塞洗井、水泵洗井等)很快就会“水清砂净”,但钻孔单位涌水量往往小于周边机井。为此,项目组经过反复研究、探索,发明、采用了双封隔器对勘探孔进行分段封隔、分层洗井的新方法,在洗井时同时启、封上下封隔器,通过强力震荡彻底洗井,达到最大限度提高单位涌水量的目的。

    二是成功实现多层水文地质勘探孔管内止水。在钻孔抽水试验结束后,把管内止水器具下入井管内止水位置,对上、下含水层地下水进行分隔,使井管内的水不再是混层水,成井后可对不同层位含水层地下水进行独立开发利用或水位、水质的长时间监测。该项技术对于利用同一井孔分别获取不同层位含水层地下水参数、开展水文地质精细研究具有十分重要的意义。

    三是成功利用物探测井方法测量多层水文地质勘探孔回填砾料和粘土球的高度。当多层水文地质勘探孔分层止水位置较深(≥150m)时,准确测量填砾或止水回填高度是决定成井质量好坏的关键环节。项目组通过反复试验,成功将物探测井方法用来准确测量多层勘探孔止水填砾的高度,测量结果高效、准确。此方法对于止水位置较深、观测层数较多的水文地质勘探孔的成井质量具有重要意义。

    采用封隔器进行分层洗井和抽水试验

    管内止水示意图

    管内止水器具

    管内止水井管安装实物图

    物探测井新应用

    多项钻探新技术助力黑河流域重点地区水文地质调查


    乌山铜钼矿


    我国钼矿业发展的现状


    “十二五”以来,受2005年~2007年钼价格暴涨刺激,钼矿资源储量增长幅度较大。目前,无论钼消费量还是产量,我国均居世界第一位,但行业的发展也带来了环境保护不到位、产能过剩等问题。


    1.1我国钼矿储量分布及特点


    我国钼矿资源丰富,总保有储量840万吨,居世界第2位;探明储量的矿区有222处,分布于28个省(区、市)。我国钼矿的一个重要特征就是大型矿床多,陕西金堆城、河南栾川、辽宁杨家仗子、吉林大黑山钼矿均属世界级规模的大矿。矿床类型以斑岩型钼矿和斑岩-矽卡岩型钼矿为最重要,前者如陕西金堆城、江西德兴,后者如河南南泥湖钼矿;矽卡岩型、碳酸盐脉、石英脉型次之;沉积型钼-铀-钒-镍矿床有较大的潜在价值,伟晶岩脉型钼矿无工业意义。从形成时代来看,除少数形成于晚古生代和新生代之外,绝大多数钼矿床均形成于中生代,为燕山期构造岩浆活动的产物。


    我国钼矿分布就大区来看,中南占全国钼总储量的35.7%,居首位;随后是东北19.5%、西北13.9%、华北12%,西南仅占4%。就各省(区)来看,河南最多,占全国钼矿总储量的30.1%,其次陕西占13.6%、吉林占13%;另外储量较多的省(区)还有:山东占6.7%、河北占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总储量的81.1%,其中前三位共占56.5%。(见下方表一)




    我国钼矿的第一个特点是探明储量虽多,但品位与世界主要钼资源国(美国和智利)相比,显著偏低,多属低品位矿床。矿区平均品位小于0.1%的低品位矿床,其储量占总储量的65%,其中小于0.05%的占10%。中等品位(0.1%~0.2%)矿床的储量占总储量的30%,品位较富的(0.2%~0.3%)矿床的储量占总储量的4%,而品位大于0.3%的富矿储量只占总储量的1%。


    第二个特点是虽然品位低,但伴生有益组分多,经济价值高。据统计,钼作为单一矿产的矿床,其储量只占全国钼总储量的14%;作为主矿产,还伴生有其它有用组分的矿床,其储量占总储量的64%;与铜、钨、锡等金属共生和伴生的,储量占总储量的22%。


    第三个特点是规模大,并且多适合于露采。据统计,储量大于10万吨的大型钼矿,其储量占全国总储量的76%;储量在1~10万吨的中型矿床,其储量占总储量的20%;适合于露采的钼矿床储量占总储量的64%。大型矿床多可以露采,而且辉钼矿的颗粒往往比较粗大,属于易选型。


    就矿石类型来看,我国已探明的钼矿储量以便于利用的硫化钼矿石为主,其储量约占钼矿总保有储量的99%,而不便于利用的氧化钼矿石、混合钼矿石及类型不明的钼矿石只占1%。


    最后一个特点是地质工作程度比较高。经过地质工作达到勘探程度的储量占总保有储量的50.5%,达到详查程度的占41.8%。二者合计,达详查以上工作程度的储量占到我国钼矿总保有储量的92.3%。


    根据地质找矿周期规律,特别是深部(500米~2000米深)找矿难度甚大的规律,预测“十三五”(2016年~2020年)期间,我国钼矿资源储量快速增加的趋势将有所放缓。


    1.2我国钼矿的采选能力、钼精矿产量及采选产能利用情况


    从“十一五”初(2006年)以来,我国钼矿的采选能力及全国精矿产量均大幅增长。其中,钼矿采矿能力从2006年的9.3万吨(实物吨)提高到2008年的17.1万吨,再提高到2013年的31.3万吨;钼矿选矿能力从2006年13.2万吨(实物吨)提高到2008年的21万吨,再提高到2013年35.2万吨;钼精矿产量(金属吨)从2006年的4.5万吨提高到2008年的8.1万吨,再提高至2012年的12.1万吨,再减少至2013年的11.8万吨。


    我国钼矿采选能力主要集中在河南、陕西、辽宁、吉林等地,即钼矿资源集中的省。上述四省的钼采矿能力、选矿能力分别占全国总能力的71%和80% 。


    值得关注的是,2008年我国钼矿采矿产能利用率为92%,选矿产能利用率为77%,即:从2008年起,我国钼选矿产能已出现过剩情况。2013年我国钼矿选矿产能利用率大致统计与估算为78.6%,与2008年相似。2013年河南钼选矿产能利用率为68.1%,属产能严重过剩。


    1.3我国钼矿企业状况


    我国钼矿企业多,规模小,淘汰落后产能任务重,优强企业(洛钼、金堆城、龙宇钼业、新华龙钼业等)少。2013年,河南省共有钼(钨)企业45家,钼产品产量2000吨/日以上的仅11家,多数企业属需淘汰落后产能。全国钼矿企业状况与河南省差不多。


    1.4国内外钼价格变化情况


    表2 2003~2013年国内外钼年均价汇总

    (洛阳钼都贸易网提供信息)



    从表2可看出,2013年钼均价高于2003年但低于2004年,已基本触底。2014年钼均价由于惯性,还要下降,向2003年均价趋近。但由于国际市场需求回暧,现货市场供应较紧缺,据此预测2015年国内外钼价格在触底后,可能振荡缓升。


    “十三五”我国钼矿业发展趋势


    若按70%概率分析“十三五”全国钼矿业发展趋势,就要分析其三大影响要素:一是全球钼产业发展战略;二是“十三五”我国钼产业政策导向;三是“十三五”我国钼市场供需变化趋势。


    2.1全球钼产业发展战略


    2.1.1资源控制及储备战略


    目前,全球85%的钼储量集中在美国、中国、加拿大。美国控制着全球41%的钼储量,加拿大控制着全球6%储量,这两个国家的原生钼矿多。近几年,两国出口均逐年下降,美国直接将钼精矿出口到西欧、日本,减少自身污染。美国钼资源虽然多,却是全球第一个实行钼资源控制储备的国家,加拿大跟随美国,也实施了这一战略。日、韩两国虽然是稀有金属资源短缺国家,但已经将钼等稀有金属储备提升到国家战略高度,其储备目标直指我国。日、韩、欧洲通过各种途径及手段,从我国进口钼等稀有战略资源,此举必须引起高度关注。


    2.1.2专业化和规模化战略


    专业化生产是全球钼产业发展的战略性规律。美国及智利的著名钼矿企业,利用钼资源优势,生产钼精矿,销售给专业的焙烧厂进行粗加工。美国、加拿大、日本等国的著名钼加工企业都是外购原料,利用其专业技术,生产附加值高的钼金属制品。这少数全球著名的钼矿企业及钼加工企业,均已实施规模化战略,产能规模大(单个企业年钼精矿产能3万吨实物量以上,年钼焙烧产能2万吨以上),控制了大量市场份额,可以灵活调节产量及价格。


    2.1.3技术开发及企业转移战略


    专业化生产这一钼产业发展规律,决定了必须投巨资进行技术开发。如,力拓集团投资2.7亿美元研究从钼矿渣中回收钼和錸的新技术、新工艺;利用物理、化学特殊转化技术生产高纯钼,研发新技术生产高温钼、钼稀土合金、高温高强钼合金、钼钨合金、钼铼合金等。美国、智利等国将高排放、高污染的钼铁、氧化钼生产企业转移到西欧与日本等国。


    2.2我国“十三五”钼产业政策导向


    “十一五”期间,国家通过关税调整、出口配额、指令性计划总量控制、产业结构调整指导性目录等一系列产业政策,加大了对钼产业的宏观调控力度,保障了钼等稀有金属的战略性安全及国内市场需求。在“十二五”期间,为进一步保障钼等稀有金属战略安全及国内市场需求,国家出台了一系列钼产业政策:严格管理钼矿开采,鼓励钼资源性产品进口和控制其出口,引导钼矿资源向优强企业整合,支持技术开发和鼓励下游深加工,鼓励开展国际化经营等。显然,“十二五”钼产业政策比“十一五”更加严格,更加完善。那么“十三五”钼产业政策走向如何判断呢?


    总体来看,根据国内外政治、经济、社会、改革、发展错综复杂的新形势(缓慢复苏、大国货币、贸易投资、大宗商品价格等)及国际多元利益博弈的新问题[全球矿产竞争,美国“策划两洋战略”,即跨太平洋战略经济伙伴关系协定(TPP)和跨大西洋贸易与投资伙伴关系协定(TTIP)],国家保障钼等稀有金属战略安全及国内市场需求,只能加强,不会减弱——此乃“十三五”钼矿产业政策走向判断的大前提。因此,“十三五”国家钼产业政策将比“十二五”更加系统化、更加法治化、更加国际化,这是对其走向的基本判断。“十二五”钼产业政策基本上要延伸到“十三五”前期。按照中央国务院减少行政审批,减少对市场干预的总体要求,《国家稀有金属管理条例》及《国家稀有金属产业十三五发展规划》及各省市与之配套政策,将在“十三五”前中期对钼市场监管、保障国家钼战略安全及国内市场需求,起决定性作用。


    2.3我国“十三五”钼市场供需变化趋势


    从2010年起,随着国际钼市场需求回暧和钼价的逐步回升以及我国工业化、城镇化、农业现代化、信息化的进一步发展,受出口好转及大量新增资源、新增产能的驱动,即使国家宏观调控开采配额及产量计划对钼产量增加有所影响,但钼产量(金属吨)年平均增速仍可达3%左右,预计2015年钼产量(金属吨)达13万吨,2020年达15万吨。而国内消费量平均增长达10%左右,预计2015年达12万吨,2020年达13.5万吨。


    2.4我国“十三五”钼矿业发展趋势


    由于我国与全球一些发达国家均将钼作为稀有战略资源进行控制与储备,且“十三五”钼产业政策将围绕“控制与储备”为主而制定,有专家预测,“十三五”期间,我国钼市场可能供需两旺,大致平衡;国内钼价在2015年触底后震荡回升的概率大,但在“十三五”触高(2005年国内精矿年均价5336元/吨度)的概率较小;钼资源储量大幅度增加的概率减小。


    根据上述几点,可推断我国“十三五”钼矿业发展环境较好,在保护中开采,在开采中保护,建设钼绿色矿山的趋势不会变。


    献策“十三五”钼矿业改革


    根据我国钼矿业的现状及“十三五”我国钼矿业的发展趋势,笔者从改革、创新、发展方面提出若干建议,进行探讨,供大家谋划钼矿业“十三五”发展参考。


    3.1加大战略合作共赢力度(企业内部治理结构法治化建设)


    根据前述钼产业的发展规律,即专业化,规模化,钼矿企业治理结构的提升,也必然是规模化、专业化,再结合我国优强钼矿企业少,中小企业多的实际,笔者提出建议:在“十三五”期间,钼矿优强企业与中小企业应以政府引导、市场主导为机制,加大战略合作共赢力度,形成混合所有制等多元法人治理先进结构(国有资本、集体资本、非公有资本等交叉持股、相互融合,允许混合所有制经济实体企业员工持股,形成资本所有者和劳动者利益共同体)。按照《国务院关于化解产能严重过剩的指导意见》(国发[2013]41号)的要求,“对整合产能过剩的企业,积极稳妥开展并购贷款业务,合理确定并购贷款利率,贷款期限可延长至七年”。在此基础上,进一步改革、创新、发展,方可逐步形成在全国乃至全球有较强竞争力的专业化、规模化钼矿企业集团,提高产业集中度。这符合国家改革发展产业导向,也符合钼矿业发展规律,势在必行。


    “十三五”期间,我国企业(包括钼矿企业)新的发展模式将是“1+3”。“1”为企业治理结构法治化,此乃主题;“3”为抓手,即诚信法制化、贸易法制化、监管法制化。


    3.2继续加大钼矿资源勘查投入力度


    与铜、铝、铅等常用有色金属不同,钼的再生性能差,其生产消费主要依赖原生资源的消耗;尽管我国钼矿资源丰富,但人均占有资源量较少;“十三五”末,我国要基本实现小康及中国复兴梦,钼的消费需求将日益加大。为此,在“十三五”期间,应继续加大对斑岩型-矽卡型等工业类型钼矿资源的勘查投入力度,建立更多可供开采的钼矿山资源基地,这符合控制与储备钼矿资源的规律,也是政府与企业责任。


    3.3坚持培育自主创新能力


    我国优强钼矿企业内部治理结构比较先进(诚信较为法制化、贸易较为法制化、监管较为法制化等),可坚持培育自主创新能力;中小钼矿企业治理结构不够先进,培育自主创新能力甚难。为此,我国优强钼矿企业走“探、采、选、治、加”一体化的创新特色之路,是合理的。“十三五”期间,优强钼矿企业自主创新,应坚持两条腿走路的方针。一要加大科技投入,加强产学研三结合,将研究成果及时向生产技术、工艺设备、产品开发、综合利用转化;与此同时,对钼精深加工的技术设备,要舍得投巨资强化引进、消化、吸收与再创新。中小钼矿企业必须与优强企业进行战略合作共赢,搭车率先提高自身治理结构能力,否则,中小企业坚持自主创新是很难的。


    3.4扩大矿产经营范围和境外资源开发利用


    我国已查明钼矿资源是以钼为主矿产,并共(伴)生多金属为主流类型。钼与铜、钨(伴)共生成矿规律决定了,在“十三五“期间,深部找矿将可能发现若干个大型铜钼矿床及钼钨矿床。建议钼矿企业主动抓住查明铜钼矿床及铜钨矿床的机遇,扩大矿产经营范围,从单一钼矿开发利用向铜钨等多金属开发利用转型。


    “走出去”开发利用境外资源,是我国铜资源等短缺矿种持续利用的基本战略,境外铜钼共(伴)生资源较多,控制占有铜资源,也就可能控制占有钼资源。“十三五”国家产业政策,必将鼓励优强钼矿企业“走出去”,开发利用境外铜钼资源。


    3.5关注研究上海自由贸易试验区动态


    3.5.1“开放促改革再试验”是后危机大变革的必然选择


    实践一再证明,一次大经济危机之后必然会大变革,此乃马克思揭示的资本市场经济规律。本次后危机时代,即自2011年以来,出现了一系列大变革新情况;旧平衡被打破,新平衡(欧美服务业创新板块与东亚中、日、韩制造业板块的冲突与合作)正在建立;互联网经济(制造的智能化与服务的数字化融合)产业价值链不断涌现新的高附加值结点,多数为欧美所掌握;全球跨国公司生产从离岸布局转向近岸布局。全球贸易投资规则出现了一场革命:美国正在策划“两洋战略”,即TPP(跨太平洋战略经济伙伴关系协议)及TTIP(跨大西洋贸易和投资伙伴关系协议);美国与多国谈判新《服务贸易协定》(TISA)。与此同时,全球商贸也涌现了许多新议题:服务贸易谈判、实体贸易转向数字贸易谈判、从关境处事转向境内处事谈判、从正面清单到负面清单谈判、从自由贸易到公平贸易、从经济标准到道德标准谈判等。国内取得了举世瞩目的社会经济建设成就,也出现一些新问题:部份产能严重过剩、房地产过热、政府企业个人年负债之和已大大超过全国年GDP值,这三大要素引发金融危机的概率越来越大;人口能源环境的矛盾日以突出等。通过国内外新情况新问题对比分析,不难判断:已往“以开放促进增长”(招商引资、遍地开花)的发展模式已难以为继。为了抓住战略新机遇,迎接新战略挑战,中央下定决心,“以开放倒逼改革、以改革促进增长”的新发展模式在上海进行试验,以制度创新为核心的自贸区涌现于上海,此乃后危机大变革的必然选择。


    3.5.2“十三五”我国经济社会加快转型发展新模式的大致判断


    自十一届三中全会以来,从深圳、到浦东、再到加入WTO,其发展模式均是“开放促进增长、开放促进改革”。此模式有三个抓手:一是搞特区,二是优惠政策,三是招商遍地开花。三十余年实践后,此模式使我国成为最大贸易体,第二大经济体;但也出现部份产能严重过剩、房地产过热、负债风险甚大、污染严重、行政过强、市场过弱等突出问题。再加上后危机大变革出现的新情况、新议题要求我们必须进行“以开放倒逼改革的创新试验”。因此,笔者判断,按照中央的要求,“十三五”将由“开放促增长、开放促改革”的发展模式加快向“开放促改革、改革促增长”的新发展模式转变,即加快“十三五”我国社会经济转型。


    3.5.3上海自贸区的内涵


    一是转变政府职能,从事前审批为主,转向事中、事后对市场进行监管为主;二是对外商投资准入各阶段享受国民待遇的同时,要实施“负面清单管理”,提高政府管理的透明度(不公布不执行,凡公布必执行);三是提高贸易和投资便利化程度,金融及海关监管制度均要创新,长期目标是人民币境内外自由流动。该区试验的总要求是制度创新为核心,拒绝跑马圈地,遍地开花;坚持试验,总结出在全国可复制、可推广的实施方案。2015年及“十三五”初,中央与国务院计划出台“推广复制上海自贸区”的有关政策,全国将以“开放促改革,改革促(有效)增长”的新模式发展。此乃“十三五”经济社会转型的主题。


    3.6关注我国稀土、钨、钼等产品被世贸组织终裁败诉的政策变化


    败诉后,应对措施可能有:调整稀土、钨、钼等产品出口的管理措施,如关税、配额等,但出口总量控制近期不会改变;按规模化、集团化、法治化规律提高企业内部治理结构,加大资源整合力度,提高资源税,提高环保标准,大力发展稀土、钨、钼等深加工产品相关政策,继续推动稀土、钨、钼等产业结构调整,逐步减少世贸组织终裁败诉的影响。


    (作者系河南省人民政府资深参事)

    我国钼矿业发展的现状、趋势及对策

    技术人员在四川省宜宾市筠连县安装中深层地下水多参数分层原位在线监测仪器。

    技术人员在甘肃武都GNSS地表位移监测站调试设备。

    进入7月,大雨一轮接着一轮,地灾防治形势严峻。在重庆云阳、甘肃武都和文县、湖南溆浦等地的地质灾害监测预警实验点,地质灾害监测预警设备就像一双双“眼睛”,时刻盯着这里降雨、裂缝、山体的动向。而远在千里之外的河北保定,自然资源部地质环境监测工程技术创新中心的技术人员也在时时关注着这些设备远程发来的监测数据。

    这些地灾监测预警设备,是地质环境监测工程技术创新中心面向国家防灾减灾救灾新战略,按照自然资源部普适型地质灾害监测预警技术装备研发的要求,聚焦地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生等关键问题,集成运用多种高科技手段,重点攻关滑坡崩塌智能监测预警难题研制而成。

    而地质灾害监测预警设备,仅是该中心的研发方向之一。由原国土资源部地质环境监测技术重点实验室转型而来的自然资源部地质环境监测工程技术创新中心,自2019年进入自然资源部科技创新平台序列,依托中国地质调查局水文地质环境地质调查中心近40年的技术积累和雄厚的研发实力,设立地质安全监测技术与装备、资源开发环境影响监测技术与装备、生态地质环境监测技术与装备3个研发方向,目前已形成地质灾害监测、地热监测、生态地质环境监测、仪器质量检测检验4个技术团队,致力于打造地质环境监测装备工程化研发和成果推广应用的高地。

    地质安全监测:实现多传感器多要素信息获取,形成功能齐全、智能联动的地质灾害监测预警装备体系

    地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生,是地质灾害防治需要首要解决的两个关键问题。2019年,自然资源部启动了普适型地质灾害监测预警设备研发工作。地质环境监测工程技术创新中心紧密围绕降雨与地表变形监测技术难题,综合运用微机电系统、光电/压电、北斗定位、窄带物联网等智能传感与传输技术,实现位移、倾角、土压力、雨量、含水率、泥水位、地声等多传感器多要素信息获取,形成全面覆盖、多源融合、功能齐全、智能联动的监测预警装备体系,系统解决地质灾害监测预警的“感、传、知、控”难题,创新性地提出了普适型地质灾害监测预警设备一体化、轻便化及快速安装部署的解决方案。

    2019年~2020年,该中心先后研制推出智能雨量监测仪、倾角/加速度监测仪、智能裂缝位移监测仪、GNSS地表位移监测仪、土壤含水率监测仪和无线声光报警器等仪器设备。这些设备具备集成化、低功耗、低成本、安装便捷、维护方便等特点,不仅较以往的监测设备在可靠性和集成度上有了很大提升,而且还降低了设备功耗和综合运行成本,先后在三峡库区、甘肃陇南、江西赣州及西藏昌都金沙江上游等地进行了安装试用。

    2020年7月16日,重庆地区普降暴雨,云阳县域迎来强降雨,在团包滑坡安装部署的普适型监测设备及时捕捉到滑坡变形迹象。至2020年7月17日8时,设备监测数据显示,滑坡后缘裂缝变形量呈明显增长趋势。该中心技术团队研判滑坡受降雨影响变形将会加剧,随即向云阳县规划和自然资源局报告了险情。在该局启动应急预案后,技术团队与地方政府双方主要负责人建立联络通道。而后,裂缝变形持续增大,7月17日15时56分后缘裂缝变形量达64.2毫米。技术人员立即通过联络通道通知临时避让。当16时44分监测预警平台报警装置被触发时,当地政府工作人员已冒雨赶到现场,组织受威胁群众紧急避险撤离。由于及时预警并采取了临时避险措施,有效避免了人员伤亡。

    今年,该中心持续优化完善地质灾害监测预警设备性能,继续在甘肃、湖南、新疆、西藏等地开展监测预警实验,并派出专家组指导甘肃、湖南两地开展地质灾害监测预警实验工作。

    资源开发环境影响监测:满足高中低温地热资源勘查广泛需求,自主研发地热水位水温一体化监测设备

    地球内部像一个大热炉,可以给人类提供清洁的能源——地热能。而保障地热资源长期、可持续开发利用的一个前提,是掌握地热储层及其周边地质环境的动态变化。这就需要通过长期对开发利用动态数据进行采集、分析、模拟和解译,获取地热资源的真实性质和参数。

    为此,地质环境监测工程技术创新中心研发了深井分布式光纤温度监测仪,充分利用光纤传感设备耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰、可分布式测量等特点,实现了一次下井即可完全掌握全井筒温度特征,避免了测量过程的温度扰动。

    依托地质调查项目,应用该监测设备,该中心对天津市东丽湖及其周边的13口地热深井开展全井段测温工作,获取了丰富的地热井温度数据,为本地区地温场温度特征分析及大地热流数据库的完善提供了基础数据。相关资料已经依托项目提交到天津市东丽湖相关管理部门。

    同时,基于深井分布式光纤温度测量技术,该中心设计开发了井壁光纤监测配套装置,将光纤紧密耦合在套管上,避免了光缆下井过程中的滑动、磕碰与挤压损坏等工程技术难题,实现了深井地层温度的分布式长期在线监测,为更好地评估地热资源及了解储层结构提供了技术支持。

    面对地热资源管理新形势,在地热大规模开发区建立地热专用监测网络,了解和掌握地热资源动态迫在眉睫。基于此,2019年,该中心针对国内中低温地热监测广泛需求,自主研发了地热监测专用设备,具有耐高温和抗腐蚀等特点,可实现地热井水位、水温实时自动化采集和监测数据的远程传输。

    利用该系列监测设备,该中心在雄安新区建立了雄县牛驼镇地热田地热监测网,范围覆盖雄县6个乡镇,控制面积240平方千米,一期监测网包括专用监测井10眼,持续运行近11个月,掌握了该区域的地热储层(新近系馆陶组、蓟县系雾迷山组和高于庄组)在供暖季、非供暖季水位呈周期性下降与恢复趋势;后续二期监测网作出调整,增加了开采井和回灌井。截至目前,监测网已持续运行22个月,数据真实可靠,为雄安新区地热动态监测规模化建设积累了经验。相关监测报告已提交到雄安新区地热管理部门,为雄安新区地热可持续开发管理提供科学数据。

    生态地质环境监测:助力地下水资源合理开发利用,推动实现地下水多参数分层原位在线监测

    地下水是看不见的水源。要了解地下水资源的变化,只有开展长期监测,才能作出全面、客观、准确的评判。

    地质环境监测工程技术创新中心自主研发的地下水动态远程监测系统,构建起“传感器﹢采集器﹢管理平台”的全流程技术体系,实现了地下水水位水温全要素自动监测自动传输。首创的“一孔多层”自动监测与集中数据同步传输的工作模式,实现了由传统的混合监测向分层监测转变。这一系统在国家地下水监测工程中推广应用2000余套,实现了河南、河北、山东等7省地下水的区域监控,为工程安装、运维和监测数据安全提供了重要技术和装备支撑。目前,已推广应用到南非等“一带一路”沿线国家。

    野外环境复杂多变,往往引起用于地下水水质测量的电极传感器性能不稳定,从而导致难以获取稳定、准确的水质测量结果。对此,该中心通过研判野外复杂环境对检测传感器和检测参数的影响机制,攻关环境影响多源要素自动识别与智能补偿技术,解决了易变组分碳酸根和碳酸氢根野外现场快速检测技术难题,2018年集成地下水多参数电极传感器,研发了可测量氟离子、pH值等11种参数的水质现场快速检测仪器和中深部含水层多参数分层原位在线监测设备等,推动水质检测装备由室内分析向野外测试使用的跨越,在地下水环境监测、页岩气与煤层气能源资源安全监测等领域得到较为广泛的应用,取得了显著的经济和社会效益。

    针对国内传统分层抽水技术存在的成井结构复杂、钻井施工成本高、施工周期长、井内封隔止水效果差等技术缺陷,该中心成功研发了以封隔注浆分层止水技术、分段振荡洗井技术、分层抽水(采样)技术和分层观测技术为主体的地下水分层勘查新技术装备,推动形成了“封隔成井—分段洗井—分层抽水—分层长观”地下水分层勘查新模式,不仅能够实现大深度松散层水文地质孔的分层成井,大幅提高施工效率,而且能够便捷获取高精度水文地质参数,分层构建水文地质模型,对于准确评价地下水资源、合理开发和利用地下水具有重要意义。自2014年至今,这一装备先后在甘肃、黑龙江等20多个省(区、市)进行了推广应用。

    2021年是“十四五”开局之年,地质环境监测工程技术创新中心在自然资源部及中国地质调查局的领导下,在中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的大力支持下,将继续以地质环境监测装备自主研发应用为主业,克服零而散的产品模式,在系统化、智能化、工程化、市场化上发力,打造实用性强、性价比高的技术产品,提供涵盖方案设计、订单式研发、工程实施、运维服务的整体解决方案;同时形成国家CMA、CNAS认证资质的仪器质量检测检验平台,实现地质灾害监测仪器“通信接口—仪器质量—预警平台”一站式检测检验,支撑自然资源部地质灾害防治主管部门监管职责。

    来源:中国自然资源报

     
    科创平台 地质安全的守望者 ——记自然资源部地质环...

    2016年,地调局水环中心承担的“河西走廊河流域15万水文地质调查”项目设计钻探工作量为2600米,13眼钻孔,其中包括三层水文地质孔2眼,双层水文地质孔7眼,单层水文地质孔4眼。

    目前,黑河流域项目钻探施工已经全面展开,完成钻探进尺2235米,完成率达到85.96%,包括1280米三层水文地质孔、5眼双层水文地质孔和2眼单层水文地质孔,并且通过双封隔器对以上钻孔进行了振荡洗井,根据钻孔抽水试验要求,完成了6眼钻孔分层抽水试验每层均进行了3个落程。

    下一步,项目组将继续以精湛的钻探技术完成剩余的钻探工作任务,并对已完成的分层钻孔下入管内止水器具,实现水文地质孔的长期分层观测。同时,继续加强对钻机施工人员的安全教育培训,在确保“人机”都安全的前提下,打赢这场“硬仗”。

     

    水环中心完成多口水文地质分层井钻探工作

    近日,中国地调局水环中心在承担的黑河流域重点地区水文地质调查项目中首次大范围应用Packer封隔分层及地下水实时显示监测装置等新技术,开展了大厚度含水层的分层抽水试验,极大地提高了水文地质勘查精度,取得了明显的应用效果。

    针对传统洗井方法难以实现对大厚度含水层彻底洗井的问题,水环地调中心首次实施了分段封隔、振荡洗井技术。位于张掖市甘州区平原堡的勘探孔,成井深度462米,两层含水层均在百米以上,前期通过拉活塞、空压机、水泵洗井等方法后,进行了抽水试验,结果上层含水层单位涌水量仅为4.1L/s•m,远小于预期。之后又在该孔上层含水层内运用Packer分段封隔、振荡洗井,洗井时间仅持续3个小时,再次进行抽水试验,上层含水层单位涌水量达到33.33L/s•m,增加约8倍。通过勘探孔洗井实践发现,分段封隔振荡洗井效果明显,该技术显著提高了大厚度含水层的洗井效果和工作精度,有助于获取真实的水文地质参数。同时,利用管外分层止水、管内封隔分层技术,实现了一孔同径封隔分层抽水,获得了不同含水层地下水流动力场和化学场数据,起到了“一孔顶两孔”的效果。在抽水试验过程中,采用了水环地调中心自主研发的地下水实时显示监测装置,实现了实时显示抽水过程中不同含水层水位、水温的变化特征,便于对抽水过程进行有效跟踪调控。

    据了解,在黑河流域水文地质调查项目2014年度工作中共有在13眼勘探孔中应用了封隔分层洗井、抽水技术,在解决大厚度含水层中获取高精度水文地质参数方面取得重要进展。该技术的应用也吸引了兄弟地勘单位关注,甘肃省地矿局、北京市地勘局、内蒙古地勘局等单位纷纷前来观摩。Packer封隔分层等技术推广应用,必将推动我国水文地质调查评价工作。

    封隔分层等技术应用助力水文地质调查获得重要进展