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    4月16日,在联合国教科文组织国际岩溶研究中心"岩溶与气候变化"国际培训班开幕式上,国际岩溶研究中心发布全球岩溶科技创新合作倡议,此倡议对于在全球范围内推动广泛合作共享,共绘岩溶科技创新未来蓝图具有重要意义。联合国教科文组织驻华代表夏泽翰、斯洛文尼亚共和国驻华大使苏岚、自然资源部国际合作司副司长范黎、中国科学技术交流中心主任高翔、国际岩溶研究中心主任彭轩明出席开幕式并致辞,来自克罗地亚驻华使馆参赞Bisera Fabrio女士等20个国家的40多名驻华使节以及专家学者出席开幕式。

    本次培训班开幕式暨中国-斯洛文尼亚(中国-中东欧国家)岩溶科技创新合作半月行开幕式,被列入中关村论坛主要活动之一,是"中国-中东欧国家同'新'结"(China-CEEC InnoShare)2024年首场活动。活动主题为"共享、共进、共应对;共商、共行、共发展",期望通过合作解决共同面临的气候变化背景下岩溶区资源环境问题。

    夏泽翰、苏岚在致辞中强调,此次活动对于加强全球岩溶生态环境的保护与利用及探索岩溶碳汇技术研发新路径具有重要作用,对于促进各国科技界互知互信,共同应对时代挑战也具有建设性意义;希望更好地实践以"和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢"为核心的丝路精神,落实共商共建共享原则,通过共同努力,以岩溶地质领域国际合作交流为抓手,助力联合国2030可持续发展目标实现。

    范黎指出,推动地球科学进步,促进气候变化背景下岩溶区可持续发展需要各国科学家的共同努力;此次活动能够为中国—中东欧国家合作机制巩固与发展提供积极助力,希望通过多双边合作及各类国际平台,为各国或地区可持续发展提供地质科技支撑力量。

    高翔表示,加强岩溶碳循环及其环境效应研究,既能助力全球岩溶生态环境保护,也能为人类合作应对气候变化、实现碳减排、碳中和提供创新路径,起到一举两得、事半功倍的效果,希望各国岩溶科技工作者加强协同攻关与国际合作,不断开创人类生态文明新境界、共同开启全球岩溶区治理新进程。

    彭轩明提到,在自然资源部中国地质调查局的支持下,国际岩溶研究中心主持实施了"'一带一路'重点区岩溶地质调查与编图"等多个国际地质调查项目,正在实施的全球岩溶监测站网建设、岩溶关键带对比研究在相关参与国的支持下取得积极进展,促成了中国-斯洛文尼亚岩溶地质"一带一路"联合实验室顺利获批;希望将中-斯洛文尼亚岩溶地质合作打造成中国与中东欧国家及其他"一带一路"典型岩溶国家之间的合作范式,共同推进全球域岩溶科技的创新与发展。

    开幕式上,国际岩溶研究中心发布《全球岩溶科技创新合作倡议书》,希望通过岩溶关键带与气候变化研究、岩溶水资源开发与保护、岩溶地质灾害预警与防治、岩溶地质遗迹保护以及岩溶生态系统生物多样性保护领域的合作研究,共同实现岩溶科技创新发展,共同推进2030可持续发展目标的实现。来自斯洛文尼亚、克罗地亚、斯洛伐克、塞尔维亚、土耳其、印度尼西亚和中国的学者共同签署倡议书。

    国际岩溶研究中心、中国-斯洛文尼亚岩溶地质"一带一路"联合实验室分别向外籍专家颁发聘书,希望通过推动国际合作团队建设,培养岩溶地质科技中青年人才,带动岩溶科技创新合作发展。中国科学技术交流中心就国际杰青计划进行推介。国际地质灾害与减灾协会主席汪发武教授,奥地利科学院外籍通讯院士、国际地球化学学会会士程海教授,分别围绕气候变化下的岩溶区防灾减灾、岩溶记录与气候变化做主旨报告。来自斯洛文尼亚、克罗地亚、塞尔维亚、斯洛伐克、土耳其等国家岩溶领域的知名学者围绕各自科研重点、最新成果及创新合作需求做学术报告。

    此次国际培训班为期14天,将在北京、武汉、桂林开展培训。室内培训以岩溶水文地质研究、岩溶水生生态系统、岩溶地质灾害预警与防治、岩溶地质遗迹多样性保护为主要内容;结合水环境治理、岩溶水资源监测、岩溶地质遗迹保护等野外实习,将系统全面介绍气候变化背景下的岩溶科技创新工作成果。

    全球岩溶科技创新合作倡议发布

    地球科学的创新发展离不开优秀的科技人才支撑。中国地质学会作为党和政府联系全行业和广大地质科技工作者的桥梁和纽带,一直担负着推动地质学科发展、促进学术交流、培养地质科技人才等重要职责。

    金罗盘奖颁奖

    创新驱动的核心是人才。十八大以来,中国地质学会认真学习贯彻中央精神,充分发挥自身职能和优势,拓宽人才服务领域,为广大地质科技工作者搭建平台,激发了他们开展地质科技创新的激情和热情。同时,中国地质学会创新科普形式,在满足社会公众对地质科学的知识需求,提高全民对地球科学的认知度等方面做了大量卓有成效的工作。

    重视青年,促进优秀人才成长

    中国地质学会常务副理事长孟宪来在接受记者采访时表示,中国地质学会高度重视人才和成果奖励工作。近年来,学会在保持已有品牌奖项的基础上,不断完善奖励项目,通过规范、公正、民主的评选程序,推举表彰优秀青年地质科技工作者、优秀科技成果、突出的找矿成果,为促进地勘行业人才队伍建设、扩大社会影响力、增强公众对地质工作的认知度做出了贡献。

    据介绍,中国地质学会设立的“黄汲清青年地质科学技术奖(黄汲清奖)”和“青年地质科技奖(金、银锤奖)”,作为地学界青年科技工作者重要的奖项,是培养和造就青年科技骨干和学科带头人的重要渠道,在全国地勘行业有着重要的影响。

    金银锤奖颁奖

    自黄汲清奖和金银锤奖设立以来,全国共有110名优秀青年地质科技工作者获得黄汲清奖、125人获金锤奖、500人获银锤奖。其中,2012年、2014年和2016年先后完成了第六届、第七届、第八届黄汲清青年地质科学技术奖评选工作,共有44人获奖;2013年、2015年、2017年先后完成了第14届、第15届、第16届“青年地质科技奖(金、银锤奖)”的评选工作,共有30人获金锤奖、120人获银锤奖。

    中国地质学会秘书长朱立新表示,青年科学家是地球科学得以长足发展的基础,因此学会高度重视对青年科技人才的培养和奖励。为了解决基层青年地质工作者在“青年地质科技奖(金、银锤奖)”获奖者中偏少的问题,自2014年开始,中国地质学会拓展人才奖励项目,专门设立了“中国地质学会野外青年贡献奖(金罗盘奖)”,专门用于奖励在地勘行业野外一线工作的青年地质科技人员。此奖项每两年评选一次,目前已经评选两届(2014年、2016年),共有200人获得了此项奖励。

    “这一奖项在全国地勘行业产生了巨大反响,受到了广大地勘行业一线地质工作者的欢迎,对鼓励青年地质工作者立足一线成才起到了积极作用。”朱立新说。

    此外,中国地质学会还高度重视对青年学生的培养工作。2014年、2016年,由中国地质学会地质教育分会组织开展了第三届、第四届“全国大学生地质技能竞赛”。作为目前惟一一项全国性的大学生地质类的重要赛事,这两届比赛吸引了来自全国52所高校、140多支代表队、数百名学生参加,在地质类高校中产生了较大影响。

    举贤纳士,服务高端地学人才

    地学高端人才的举荐一直都是中国地质学会的重点工作之一。2015年两院院士推荐制度改革后,中国科协所属学会成为各行业惟一的单位推荐渠道。2015年、2017年,中国地质学会两次向中国科协推荐两院院士候选人共27名,其中26人通过中国科协评审,成为两院院士的有效候选人。

    科学传播专家团队成立

    孟宪来介绍:“2017年,由中国地质学会推荐的一人进入了中国工程院院士增选第二轮。需要特别说明的是,今年进入中国工程院院士增选第二轮的全国学会有14个,其中进入能源与矿业工程学部的全国学会仅有2个。这也说明了中国地质学会院士候选人推荐工作的高质量。”

    除了认真做好两院院士的推荐工作,近几年,中国地质学会还积极做好向中国科协等部门组织的各类国家级人才奖励的举荐工作。其中,2012年~2017年,由中国地质学会推荐的人才获得“光华工程科技奖——青年奖”1人、“全国优秀科技工作者”9人。“这对于整个地勘行业来说,也是一种荣光。”孟宪来说。

    此外,据记者了解,为完善学会人才和成果奖励体系,2017年中国地质学会还增设了“中国地质学会优秀女地质科技工作者”和“中国地质学会优秀科普产品”奖项。其中,10名女地质工作者获“中国地质学会优秀女地质科技工作者”奖,5项科普产品获“中国地质学会优秀科普产品”奖。

    全国青少年地学夏令营专家授课

    在做好科技成果评选与举荐,提高地勘行业的社会认知度方面,中国地质学会近几年也做了大量的工作。据朱立新介绍,从2012年到2017年,共有100项地质科技和地质找矿成果获中国地质学会年度“十大地质科技进展和十大地质找矿成果”,在全国地勘行业产生了重大影响。在国土资源科技奖推荐方面,2012年到2017年,由中国地质学会推荐的50个项目成果中,共有41个项目获奖,其中一等奖6项。

    “2016年,中国地质学会被中国科协确定为可向国家科技奖励办公室直接推荐国家自然科学奖的学会之一。”朱立新表示,这意味着中国地质学会已经成为了高端地学人才和重大地学成果申报国家最高科技奖项的重要平台。

    地学科普,品牌活动影响广泛

    中国地质学会始终把普及科学知识、弘扬科学精神、宣传科学思想作为一项重要任务,充分发挥学会科技人才密集的优势,根据社会发展和公众新的需求,充分应用新媒体技术,不断创新科普工作形式,动员和组织广大会员和科技工作者宣传普及地学科技知识,在社会上产生很好的影响,增强了社会公众对地学的认知度,取得了显著的社会效益。从2012年到2016年,中国地质学会已连续5年被中国科协评为“全国学会科普工作优秀单位”。

    “世界地球日”活动已经成为中国地质学会开展地学科普的重要窗口,成为我国地学科普品牌。据介绍,中国地质学会每年开展的地球日活动已经普及到省、市、区、县,以及部分矿山企业和中小学校,成为了全国性的科普活动,每年参加活动的各界人士达数十万之多。通过现场咨询、专家讲座、大学生演讲比赛、中小学生参观地质实验室、纪念馆、博物馆、地质公园等活动,“世界地球日”已经成为了宣传国土资源国情国策、增强公众了解地球科学知识、树立节约集约利用资源意识、改变生活方式、破除封建迷信的重要平台。

    世界地球日科普电影专场活动

    “此外我们还精心组织全国青少年地学夏令营活动,向青少年普及地学科技知识。”据朱立新介绍,中国地质学会开展青少年夏令营活动已有近40的历史,足迹遍布祖国各地,已经成为我国最具特色和影响力的青少年夏令营之一,为丰富青少年的地学知识做出了贡献。2012年、2014年、2016年,中国地质学会分别在吉林、山东、宁夏成功举办全国青少年地学夏令营总营,近千名中学生参加了活动。各省级学会也都举办了形式多样的夏令营活动,产生了较好的社会影响。

    创新方式,提升全民科学素质

    “创新的科普工作方式往往会收到事半功倍的效果,特别是在‘互联网+’的时代。”在谈到中国地质学会的科普职能时,朱立新表示,推进“互联网+科普+地学宣传”,是学会创新科普思路、适应新形势的主要做法。

    据介绍,近年来,中国地质学会通过各种形式组织开展或参与了丰富多彩的地学科普活动。通过积极组织“全国科技周”和“全国科普日”活动,组织专家开展科普下基层、进校园、进街道、进乡村活动,利用现场网络直播方式,向社会公众普及地球科学知识;开办了中国地质学会地学科普网站,增加了地学科普的信息量;中国地质学会第四纪地质专委会组织专家参与录制了两期央视的《地理中国》科教节目,讲述了内蒙古阿拉善沙漠地貌变迁、山海关长城的故事;中国地质学会地质灾害与科技减灾科学传播专家团队制作的《五步避险法》、自然环境变迁与古脊椎动物科学传播专家团队制作的4D电影《会飞的恐龙》荣获科技部2015年全国优秀科普微视频作品奖;生物演化与地质科学传播专家团队在中国地质学会的支持下自主设计制作了《生命演化》系列动漫,形象介绍了生命起源。此外,中国地质学会还组织出版了《品文化赏珠宝》、《地球趣话》、《从猿到人》等多本地学知识出版物,非常规油气地质专业委员会组织科研人员撰写了多篇科普文章……

    而作为地学科普的重要载体,中国地质学会组织的地质公园建设工作也得到了社会的赞誉。孟宪来表示:“中国地质学会在国土资源部的统一领导下,积极发挥学会‘旅游地学与地质公园研究分会’的组织优势和专家优势,不断拓宽服务领域,为建设国家地质公园、推荐国际地质公园、普及地球科学知识、保护地质遗迹、推动地学旅游和地方经济社会发展做出了贡献。例如,徐霞客研究分会协调相关单位与地方政府一起,深入挖掘徐霞客的科学精神和深远的社会影响,为推动地学旅游和当地旅游业发展做出了突出的贡献,受到当地政府的热烈欢迎。”

    在地学科普专家团队建设方面,中国地质学会近几年也取得了显著成效。据了解,2013年,根据中国科协的要求,中国地质学会开始组建科学传播专家团队。到2016年底,中国地质学会已建立了以武强院士、殷跃平、郭颖等专家等为首席专家的12支专家团队,在世界地球日等重大科普活动期间,各团队都积极组织开展各类科普咨询活动。

    朱立新介绍说,传播团队专家有的深入幼儿园、中学开展防灾减灾知识讲座;有的做客中央电视台科教频道和省市电视台讲授地学相关知识;有的在地质灾害现场为公众解疑释惑,参加地质灾害的原因调查。这些活动普及了地学知识,受到了公众的欢迎。

    野外植树活动

     

    当好火车头,推动地学创新发展

    姜月华(右)在野外采集地下水污染样品

    姜月华多次强调:“承担一个项目,不能只满足于完成工作量和提交报告,要以问题为导向,发现问题、研究问题、解决问题。年轻人更要敢于担当,敢于质疑,敢于挑战,敢于提出新观点,这样才能突破创新。”

    踏进姜月华的办公室,一排塞满书籍资料的玻璃柜映入眼帘,在柜子的角落里,堆着厚厚一摞获奖证书和奖牌,这些证书记录着他的足迹,他的奉献,他的成果:作为南京地调中心水环院院长、长江经济带工程首席专家,他先后主持30余项国家、部、省级重大科研和调查项目,获专利3项;获中国地质学会十大地质科技进展奖1项,省、部科技成果二等奖3项,中国地质调查局地质调查成果一、二等奖2项,中国地质学会银锤奖,中国地质调查局“杰出地质人才”,首届全国地质勘探工程技术人员技能大赛技术标兵,国土资源部抗震救灾和应急抗旱找水先进个人;江苏省有突出贡献中青年专家;去年又斩获第二届“最美地质队员”殊荣……

    勇于创新,用智慧书写成果华章

    2008年5月12日,四川汶川发生特大地震,山河破碎。灾情就是命令。当了解到灾区急缺专业技术人员排查地质灾害,“要派最好的地质专家到灾区开展一线地灾调查评估!”的消息时,姜月华主动请缨:“我是共产党员,又是水环室主任,我先上!”17日,他和同样是共产党员、地灾调查优秀专家的刘红樱、葛伟亚作为抗震救灾先遣专家组,开赴救灾一线。

    作为专家分队副负责,姜月华和战友们逆向冲进灾区,冒着不断的余震和滚石,攀爬在数千米大山之中的松散滑坡体上,查滑坡,看崩塌,圈泥石流,协助当地政府制定防灾预案。近一个月高强度连续野外调查,共计核查排查芦山县地质灾害隐患点177处,这些地灾隐患点威胁着2745人和数亿元财产的安全。排查报告从监测预警、避让搬迁和工程治理三方面提出了具体防治建议,被地方政府及时采纳,为百姓支起安全防护网。

    “我是共产党员,”这是姜月华心中的标尺,每有急难险重的任务,姜月华都会毫不犹豫地冲在前面。

    2011年正月,华北地区发生严重干旱。姜月华作为队长率领以水环院为主体的突击队奔赴严重缺水的河南巩义。

    巩义市北部为几十至百余米深的黄土覆盖区,南部山区多为煤矿开采区,地下水疏干严重,历史上一直是缺水地区,山区群众大多靠远程拉水解决吃水问题。面对复杂的地质条件,听闻有队伍打出干孔,姜月华没有马上布置打钻,而是一面研判地质资料,一面带技术员到其他打井机台调研取经;白天翻山越岭开展水文地质调查,晚上研讨问题调整工作部署。姜月华和队友大胆创新研究出适合当地构造特点的“一条高密度电法勘查找水”、“两种方法定井”和“四种方式钻井”的找水施工方法,57天里完成20口应急水井施工,孔孔见水,总涌水量2.23万吨/日, 解决了2.6万余人、5000余头大牲畜饮水和1.3万多亩农田灌溉问题。当地群众激动地涌向水井旁,向突击队送上“情系旱区寻甘露,抗旱凿井献真情”等20余面锦旗,表达他们的感激之情。

    清华大学环境学院研究生“地下水污染控制理论与治理工程”课程中,有一段对地质雷达在地下水污染调查中应用的介绍。这段被写进清华大学研究生课程的内容是姜月华在工作期间提出并成功应用的成果。

    2006年,姜月华带领团队在长江三角洲进行地下水污染调查评价,碰到加油站,采用传统方法获取的水土有机污染数据精度总不理想。搜索记忆深处,脑袋里蹦出了地质雷达和高密度电阻率等物探新技术,他决定一试,效果极佳,对垃圾场、化工厂等污染场地的调查也事半功倍,发现的3个有机污染场地被当时的环保部列为重点治理对象。这一方法推动了地下水污染学理论创新和技术方法进步,他从此声名远播。此后,他作为主要核心成员,还参与编写了《我国地下水污染白皮书报告》和《中国地下水质量调查报告》。

    创新的思路源于姜月华对新知识的广泛涉猎。水环院职工说,每到院长办公室,他不是在展开的地图上圈圈点点,就是在电脑上疾书。“每次在网上看到国内外又有新技术、新理论出现,都让我兴奋。”不论是地质领域,还是信息机械的,只要觉得今后有用,姜月华都会浏览学习,记录在案,在实践中融会贯通,为我所用。

    在长三角工作多年,姜月华针对地面沉降和地裂缝等地质问题,创新性地提出应用“光纤技术”监测地面沉降量和地裂缝位移的方法,不仅费用低,而且精度高。技术方法很快从长三角推广应用至江苏沿海地面沉降、西安地裂缝、徐州煤矿地面塌陷、山西黄土湿陷变形监测等。姜月华在众多项目中取得的创新成果,引起国内外重视,部分成果不仅被SCI 收录,还连续两年提交国际原子能机构。

    2014年,他带领团队充分利用中央资金引领作用,与地方政府反复对接,创新形成了中央与地方以1∶1~1∶2经费匹配投入的城市群、城市和小城镇三个层次城市地质创新合作模式,引领拉动社会资金4.6亿元投入,取得不凡的地质调查成果和应用转化战绩。江苏省丹阳市副市长符红海高度评价说:“央地合作的地质大调查给丹阳大地做了一次彻底的体检,创新的成果表达方式让我们看得懂、记得住、用得上,对丹阳经济发展起到重大促进作用。”

    敢于担当,唱响长江保护之歌

    万里奔腾的长江跨越中国东西,成为我国经济社会发展最具活力和潜力的流域。2014年,长江经济带建设上升为国家战略,生态优先,绿色发展成为核心。南京地质调查中心水工环研究领域学科带头人姜月华,接受了中国地质调查局的新任务——作为《长江经济带地质环境综合调查工程》首席专家,统帅11个省市野战军和地方部队,把脉长江流域资源、环境、承载力,为长江流域国土规划、重大工程和基础设施规划及新型城镇化战略提供地质支撑。

    工程浩大。12个二级项目,11个省市的数百名地质人员,体制不同、机制不同,项目内容不同,战线广袤又缺少普适技术规范,要形成统一的、能满足国家宏观决策和地方需求的集成成果,谈何容易?

    工欲善其事必先利其器。姜月华马不停蹄地穿梭于北京、南京和11个省市之间,对接需求,了解区位优势、发展规划、地质工作程度、队伍状况……

    随后,二级项目负责和技术骨干培训陆续展开,邀请的各领域专家们阐释现代地学理论、勘查和信息技术、报告表达方式,共同讨论技术路线和规范,互相启发,集思广益。2016年,12个二级项目全面铺开。姜月华更忙了。他既是主帅,要统筹部署项目,进行成果年度评估;又是大将,带领团队承担 “长三角南京—上海—温州城镇规划区环境地质调查”;还是联络官,要跟踪进展、梳理问题,协调专家野外指导、质量检查……记者约他采访,电话那头,他不是在野外,就是在去往研讨会、座谈会路上。

    天道酬勤。三年多时间,项目收获了串串令人瞩目的成果:

    项目之初,在梳理以往地质调查成果资料基础上,编制完成支撑服务长江经济带发展地质调查报告和图集,集科学性、实用性于一体,既专业又通俗,报送中央和地方相关政府部门应用,为长江经济带国土空间规划、布局和决策提供了科学依据。

    在长江下游,他们创新提出长江流域重大水利工程与生态地质环境多元响应研究思路,利用新技术探测沿江跨江大桥侵蚀状况,发现跨江大桥主桥墩冲刷严重,已调查的 7 座大桥中有4座主桥墩冲刷深度大于10米,2座超过15米。当大桥管理技术人员看到附有三维数据图表的评估报告时,简直不敢相信,反复核实技术方法,最终由狐疑变信服,并迅速采取防治行动。

    在三峡,调查研究了地质灾害发育背景条件、划分了航道危害区域,查明丹江口库区堵河流域中下游滑崩流和不稳定斜坡1622处,服务于地方政府防灾减灾。

    在嘉兴,基本摸清城市地下60米空间可开发利用地质资源家底,构建了三维模型,研发了城市地质信息管理服务系统和地下空间政府决策分析平台,让城市建设与生态保护更科学、更智慧。

    亦师亦友,做青年成才的引路人

    同事们说,姜月华做事干脆利落、精益求精、亦师亦友,身上散发着地质人的豪爽与坚毅。

    “我今天的成绩得益于我的三位导师。”姜月华说,“一位是我硕士研究生导师业治铮院士。业先生传道授业,无私奉献着毕生所学,让我懂得如何做人做学问。另一位是我博士生导师殷鸿福院士。殷先生海纳百川,日夜奋斗在野外和实验室,让我知道求实和创新的重要。还有一位是我的野外项目老师岳文浙研究员。这位老地质对每一个项目都一丝不苟,对年轻人提出的问题毫不保留地答疑释惑。他们对地质的情怀,对工作的严谨,对成果的创新,深深感染着我,耳濡目染,他们成了我的标杆和目标——对项目对学生都不可懈怠。”

    姜月华在水环院的会议上多次强调:“承担一个项目,不能只满足于完成工作量和提交报告,要以问题为导向,发现问题、研究问题、解决问题。年轻人更要敢于担当,敢于质疑,敢于挑战,敢于提出新观点,这样才能突破创新。”

    2015 年初,中国地调局要求编制长江经济带国土资源与重大地质问题图集, 时间紧,任务重,姜月华提出“要让年轻人挑大梁”。编图期间,他亲自指导和把关每一幅图的编制。他的办公室每天都是编图的讨论声,每一张图、每一个人提出的问题他都认真指导,反复研究,经过一个多月的奋战,地质图集及时提交中央财经领导小组办公室。

    姜月华的研究生说:“姜院长有时比学校的老师要求还严。在野外跑起线路可带劲了,他和我们一起跑每一个点,观察每一个地质现象,探讨各种问题。”“和他跑野外, 你要一路小跑才能跟上,一天下来, 坐上车就能睡着。”职工们这样形容和姜月华度过的野外生活。

    点点滴滴,润物无声。在姜月华带领下,水环院已经建成一支由57人组成的水工环研究团队、基础地质研究团队、地球物理勘查团队、环境地质实验测试团队、信息资料团队。其中不乏江苏省突出贡献专家、中国地质调查局杰出青年、江苏省“333”高层次人才,团队获江苏省总工会“工人先锋号”荣誉称号。

    姜月华更是成果丰硕,但他谦虚地说,荣誉属于团队、属于过去,未来才是我的追求。在“美丽中国”建设新时代,我们的责任是传承地质精神,做社会发展先行,让智慧在地质舞台绽放异彩。

    在地质舞台挥洒智慧与精彩

    “老师们讲得真好,可以把PPT分享一下吗?”

    “科普视频还可以这样做,真是长知识啦!”

    “这次收获颇丰,期待明年还可以来!”

    ……

    六月的青岛,海风习习,依然带着一丝丝凉意,但是花园大酒店一楼会议室却是一派火热,第三届地质调查科普能力培训班正在进行中。此次培训旨在贯彻落实习近平总书记提出的“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼”重要指示精神,加强地质科普人才培养,推进《中国地质调查局科学技术普及规划(2017年-2020年)》实施。

    此次培训围绕“地质调查科普作品策划与开发”这一主题,锁定三大目标:一是通过培训增强科技人员的科普意识;二是通过现场、实景授课,提高科普作品策划和开发能力;三是通过学习交流活动,探讨地质调查科普工作机制和科普作品制作方法。通过培训进一步提高了大家对科普工作的认识,增强了做好地质调查科普的信心,为下一步工作打下了基础。

    培训现场

    培训班由自然资源部中国地质调查局科普办公室(地学文献中心)主办,青岛海洋地质研究所协办,中国地质调查局科外部对培训班的召开进行了全面指导。来自中国地质调查局局属单位及各工程的科普工作人员近80人参加了培训。

    分析科普工作形势 探讨科普宣传方式

    习近平总书记在“科技三会”上指出:“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”。加强科学普及是新形势下全面推进创新发展的重大任务,而要做好科学普及必须具备一定的科普能力,培养一批专业的科普人才。地质调查科普能力培训班的召开可谓恰逢其时。

    此次培训分为室内教学和现场教学两部分。在室内教学单元,中国地质调查局科外部有关同志作了题为《地调局科普工作形势》的专题报告。报告从科普意识、科普平台建设、重大地质调查成果的科普传播效果、科普活动能力、科普产品体系和人才队伍建设等方面,全面总结了2018年度地质调查科普工作进展和取得的经验,分析了存在的问题与不足,提出要以全力推进局“十三五”科普规划实施、开展科普规划实施中期评估工作为抓手,继续推进重大成果的科普传播工作,精心组织有影响的重大科普活动,同时积极探索地质科普工作支撑服务生态文明建设与乡村振兴战略等要求。

    新华网科普事业部总监柯仲华作了题为《新媒体环境下的科普作品策划与传播》的专题报告,对如何运用新媒体做好科普宣传工作进行了解析。他表示,做科普要讲究方式方法,主动适应微信、微博、客户端、抖音等新媒体环境,把科普内容融合到可视化环境或故事环境中,这样才能真正讲好科普,确保“可看性,必看性”,取得应有的成效。此外,他还不忘忠告大家:“无论媒体环境如何变化,内容才是科普作品的生命力所在。”

    中国科学院国家天文台研究员郑永春作了题为《什么是好科普》的专题报告,就以什么方式开展科普工作与大家进行了分享。让科普内容有用是科普获得社会认可的关键,地质调查项目是为社会提供公益性服务的,地质调查科普要结合项目的成果、进展,针对社会公众需要,做好核心知识内容设计,选好切入点,强调实用性——这样的科普才是好的地质调查科普,好的科普作品可以改变人们的生活方式,甚至影响人们的世界观。

    “既有对中国地质调查局科普工作形势的分析,又有对科普宣传方式方法的探讨,使我们收获颇丰,增强了做好地质调查科普宣传工作的信心。”学员中肯的评价,正是此次培训班的价值所在。

    行走在路上的科普 感悟自然的地质美

    如果将地质调查科普局限于简单的座谈交流,那可就大错特错了。事实上,随着科技的不断发展,新时代的科普手段不仅形式多样,而且更加有效。在本次培训的现场教学环节,学员们卸下了往日的“老师包袱”,从另一种角度体验地质科普工作,产生了许多奇思妙想。

    坐落于青岛西海岸的青岛贝壳博物馆是国家级海洋意识教育基地,被誉为“国内惟一具备专业级水平的贝壳文化博物场馆”。走进场馆,大家的视线立刻被地上长达百米的玻璃展柜吸引住了——各具特色的贝壳躺在细腻的白砂上,在灯光的映射下闪耀着夺目的光芒。当记者回过神时,已不由自主地跟随该馆副馆长李宗剑迈入了贝壳世界。通过他的讲解,学员们了解了贝壳中蕴藏的丰富自然科学和人文科学知识。值得注意的是,他将原本晦涩难懂的知识点与日常生活结合在一起,讲解内容生动有趣、高潮迭起,加上各种可以与听众互动的小道具,将大家的注意力牢牢集中在自己身上,起到了事半功倍的效果。当记者询问该馆的科普工作进展时,他毫不犹豫地回答:“我们基本完成了12000种贝壳标本和1100枚贝壳化石的分类和鉴定工作,整理青少年科普档案《小贝壳大世界》、《贝壳说》等资料450余万字,海洋科普教育互联网系统开发也已进入测试阶段。”

    参观国家深海基地管理中心展览馆

    和始发站充满人文情怀的小清新风格不同,第二站的目的地国家深海基地管理中心和青岛海洋科学与技术试点国家实验室是绝对的硬核科技风。国家深海基地管理中心依山面海,拥有全国最大的科考码头、完善的功能车间及配套科考船舶,主要从事深海资源环境调查、大型深海装备管理和潜航员队伍建设,同时也负责开展我国深海科学与技术的宣传、教育和普及。在这里,你可以徜徉在占地面积2000余平米的展览馆,学习海洋科学、深海资源、深海环境和深海探测技术等方面的知识;在拥有大型弧形影幕、LED显示屏等播放系统的放映厅,享受震撼的视听效果,同时了解我国深海事业发展里程和取得的成就;观察蛟龙号配件、深海矿石等实物资料,还有“蛟龙”、“海龙”、“潜龙”系列以及深海一号等深海调查装备、调查船舶的模型。或许是因为深海与地质密不可分的关系,来到这里的学员们异常兴奋,一路上都在和该中心展览馆馆长于怡交流科普能力建设、志愿者团队培养等问题,探讨合作开展科普活动的可能。在参观青岛海洋科学与技术试点国家实验室高性能科学计算与系统仿真平台期间,学员们纷纷感叹“就像走进了科幻大片的拍摄现场”,对我国的深海科技实力有了更清晰的认识。

    最后,中国地质调查局青岛海洋地质研究所的相关负责人带领大家体验了青岛滨海一线地质地貌研学旅行。虽然整个研学旅行是以学生为目标群体而设计的,但对这些永远对地质充满兴趣的“大孩子”们来说同样具有吸引力,甚至因为涉及自己的专业领域而更加具有代入感。看到石老人海蚀柱,他们能从海蚀柱景观的形成原因说起,聊到海岸侵蚀地貌的发育过程,再延伸到判别地区构造运动和海平面变化的标志等。走在汇泉湾海岸,他们围着一大片潮间带兴致勃勃地比划起了潮汐活动的规律、成因、类型,望着远处的海岸花岗岩分析其成因及组成。这群高谈阔论的身影还吸引了来往市民的注意,偶尔驻足聆听,在欣赏美景的同时增长知识。就像有的学员在参加讨论时提出的,科普不应该是特定节日的特定活动,我们身边的每一件小事都可以成为科普的契机。

    提高地调科普能力 满足社会发展需求

    提高全民地学素养,促进全社会形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好氛围是时代发展的需要。此次培训班的召开,就是为了满足这一需求,培养一批地质科普人才,探寻地质调查科普的有效方法,为在全社会开展地质调查科普工作提供支撑。

    加强地质调查科普能力培训是创新发展的需要。中国地质调查局明确提出要用科技创新改造、支撑、引领地质调查,要求地质调查每个计划、每个工程和每个项目都要设立科技创新与科学普及目标任务,并实行一票否决考核制,对科学普及工作提出了明确要求。

    加强地质调查科普能力培训才能满足社会公众对科学普及日益增长的需要。随着经济的发展和社会的进步,青少年对地球深部奥秘、生命起源与演化等前沿科学问题兴趣浓厚,农民群体对地质灾害应急避险技能需求明显,城镇居民继续关心节约集约利用资源和地质旅游,公务员群体始终关注地质工作服务经济社会发展、支撑科技强国建设的功能与作用,可以说,社会工众对科学普及的需求日益增长。

    加强地质调查科普能力培训是建设世界一流新型地质调查局的需要。“十三五”以来,我国在能源资源等领域取得了具有重大影响的成果,天然气水合物试采成功以及南方复杂构造区页岩气、砂岩型铀矿、地热、新区新层系油气等方面的突出成果产生了较广泛的社会影响。地质调查需要进一步向社会公众解读重大成果和重要部署,进一步挖掘新时代地质工作者核心价值观的先进事迹,传播地质科学思想和科学精神,扩大社会影响,这样才能为建设世界一流新型地质调查局打下坚实的基础。

    加强地质调查科普能力培训是提升公共服务能力的需要。“十三五” 以来,我国地质科普能力不断提升,科普人才队伍得以稳步发展,地质调查科研人员成为科普兼职人员,科普意识进一步增强。但是,新形势下,地质调查科普工作还存在许多薄弱环节,必须不断加强科普工作,提升公共服务能力,这样才能真正做好地质调查科普工作。

    抱着沉甸甸的收获 谋划科普未来之路

    学而不思则罔,思而不学则殆。在整个培训活动中,学员们都在思索一个问题,未来的地质调查科普之路要如何走?

    中国地质调查局科外部相关负责人表示,新形势给地质调查科普工作带来新机遇。习近平总书记多次强调科普工作的重要性,指出“没有全民科学素质普遍提高,就难以建立起宏大的高素质创新大军,难以实现科技成果快速转化”。同时,局党组也高度重视科普工作,将其摆在地质调查事业发展更加突出的位置进行战略部署,印发《中国地质调查局科学技术普及规划(2017年-2020年)》,明确了局2017-2020年科普工作的总体思路、目标、重点任务并分解落实到各直属单位。新时代地质调查工作的转型发展更是赋予了地质调查科普工作新内容、新任务。

    了解青岛海洋科学与技术试点国家实验室高性能科学计算与系统仿真平台

    同时,科外部有关同志还介绍了中国地质调查局下一步的科普工作计划。一是全力推进局“十三五”科普规划实施,开展科普规划实施中期评估工作,分析存在的问题,加强经验总结与推广。二是继续推进重大成果的科普传播工作。围绕国家“五大平台“科技项目、“一核两深三系”为主的自然资源重大科技创新战略和地质科技攻坚战重大科技创新成果,创作科普精品,策划高层次科普活动,开展立体式传播成果知识,扩大重大成果的社会影响。三是精心组织有影响的重大科普活动。统筹部署重大成果科普作品,整合科技攻坚战、深地探测、深海探测等地质调查重点领域的科普精品,集中在大众创新万众创业展示周、中国国际科技成果交易会中国科普产品展、中国地矿科普大会(国际矿物博览会)、中国(国际)矿业大会以及其它国家展览活动中展出;参加国家“科技列车甘肃行”科普活动,设立地质调查专场等。四是探索以地质遗迹资源保护、旅游资源开发与地质文化为一体的地质文化村建设,积极拓展“地质调查扶贫+”活动,推动地质文化产业发展,促进地质科普工作支撑服务生态文明建设与乡村振兴战略。

    三天的时间转瞬即逝,学员们怀抱着沉甸甸的收获踏上了归程。未来,或许是在某一本生动有趣科普图书中,或许是在某一部广泛传播的宣传视频中,抑或是在某个备受好评的科普活动现场,我们必将看到这次会议的精神开花结果。

    (本文材料由中国地质调查局科普办公室提供)

     

    有限的课堂 无限的收获

     

    “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