岩心钻探是地质找矿的基础工程。当前,我国新一轮找矿突破战略行动正在如火如荼进行,地质勘查向深部、复杂地层延伸的趋势日益明显,对岩心钻探的“精度、效率、安全”提出更高要求。岩心作为地质找矿的“第一手资料”,其获取质量直接决定矿产资源储量估算的准确性与找矿方向的科学性。然而,传统机台“粗放式”管理模式的弊端日益凸显,已成为找矿效率的“瓶颈”,在此背景下,推进岩心钻探机台标准化建设,不仅是提升钻探作业水平的内在需求,更是夯实找矿突破数据基础、保障战略行动落地见效的关键举措。
中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心作为地质调查的“国家队”,长期深耕西南地区矿产资源勘查领域,于2025年初启动标准化机台建设,锚定“服务找矿突破”核心目标,以“五化”(场地规范化、设备定置化、操作流程化、安全可视化、管理精细化)为抓手,系统推进机台管理升级,经过一年实践,实现岩心采取率提升至95%以上、安全事故降至0的显著成效,为西南地区重点勘查区找矿成果突破提供了坚实支撑。
以“五化”为核心抓手推进岩心钻探标准化机台建设
机台场地规范化建设,从“无序布局”到“科学规划”。场地是钻探作业的基础载体,场地规范化建设以“安全优先、功能分区、因地制宜”为核心原则,构建全流程规划体系。科学选址定标准。制定“三查三选”选址规范,即查地形,优先选择坡度≤15°的平缓区域,避免陡坡引发设备滑移风险;查水文,选取排水条件良好、地下水位低的位置,防止场地积水影响作业;查周边,避开高压线、民房等敏感区域,减少外部干扰与安全隐患,从源头保障机台建设的安全性与合理性。功能分区提效率。创新采用“五区(库)一通道”布局模式,明确各区域功能定位与建设标准:作业区细分为钻机操作区、取心操作区及前场房,确保各环节作业互不干扰;管材堆放区按钻杆、套管分类存放,配备专用支架避免变形,提升取用效率;泥浆处理区串联布置泥浆池、沉淀池、循环槽,实现泥浆循环利用与废水达标排放;岩心库采取防潮、防雨、防滑处理,配备分层货架,保障岩心完好保存;工具材料库分类存放油料、泥浆材料与劳保用品;安全通道采用黄黑相间条纹标识,两侧严禁堆放杂物,确保人员疏散畅通。清晰标识强指引。场地推行“三色三标”标识体系,红色警示标识用于高压配电箱、钻机旋转部位等危险区域,标注“禁止合闸”“当心旋转”等警示语,强化风险提醒;黄色提示标识用于功能分区边界、设备存放位置,明确区域范围与物品归属;蓝色指令标识用于操作流程指引,如“钻前检查步骤”“岩心处理流程”,为员工操作提供清晰指引,实现场地管理从“无序”到“有序”的根本转变。
设备管理标准化,构建“定置-维护-溯源”全流程体系。设备是钻探作业的核心工具,设备定置化管理聚焦“定置、维护、溯源”三大环节,建立全流程管控机制,可保障设备始终处于良好运行状态,减少故障停机时间。定置管理明归属。对所有设备实行“三定”管理,即定位置,根据设备使用频率与作业流程规划固定存放区域,确保摆放有序;定数量,明确各类型设备的配备标准,避免冗余或短缺,实现资源合理配置;定标识,为每台设备制作信息卡,方便设备状态追踪。分级保养强保障。创新实施“三级保养”制度,形成覆盖设备全生命周期的维护体系:日常保养(日检)由当班钻工负责,发现故障即时处理并做好台账记录;定期保养(周保)由机长牵头,对设备易损件进行检查更换;换季保养(月保)结合季节特点调整内容,建立“维护保养责任卡”,明确保养责任、周期与具体内容,确保保养工作落到实处。
安全管控体系化,筑牢“制度-防护-应急”三道防线。制度体系明要求。安全管控是核心,构建“制度管总、防护兜底、应急托底”防控体系。隐患排查实行“班组日查、项目周查、科室月查”机制,建立“五定”原则(定责任人、定措施、定时间、定预案、定检查),制作“安全风险四色图”,将机台风险划分为红(高风险)、黄(中风险)、蓝(低风险)、绿(可接受风险)四个等级,针对性采取管控措施,安全防护设施“全方位覆盖”。应急处置有预案。应急处置能力建设“有备无患”,编制应急预案,配备“应急救援箱”,定期演练,确保安全防护设施配备率和隐患整改闭环率达100%。
作业流程标准化,制定“钻前-钻中-钻后”全周期操作规范。作业流程标准化是提升钻探质量的关键,将其分钻前、钻中、钻后三阶段制定操作体系。钻前准备严把关。严格执行钻前“三查四定”要求,“三查”即查设计,复核钻孔倾角、方位、深度等参数,确保与地质勘查需求一致;查设备,对照《钻前设备检查表》逐一检查钻机、动力系统、循环系统等,确保设备完好;查人员,核实操作人员资质,开展班前安全技术交底,明确钻进参数和注意事项。“四定”即定人员,明确机长、钻工、记录员分工;定岗位,细化各岗位职责与操作要求;定责任,签订安全质量责任书,将责任落实到人;定标准,确定岩心采取率、孔斜误差等质量指标,为作业提供明确目标。钻中管控保质量。推进“三控三测”操作法,保障钻探过程稳定可控:控制钻进参数,根据地层特性精准调整转速、钻压、泵量,避免参数不当导致岩心破碎或孔内事故;控制钻进回次,根据地层完整性确定回次进尺,减少岩心磨损;控制岩心采取,采用专用取心工具,确保岩心完整提取;同步开展测孔斜、测水位、测岩心,并建立“钻进日志”实时记录制度,详细填写钻进时间、进尺、岩性、参数调整等信息,确保数据可追溯。钻后收尾促规范。执行“三清三交”流程,“三清”即清场地,清理钻塔周边杂物,平整场地,恢复植被,落实环保要求;清理设备,对钻机、钻具进行全面清洗保养,涂抹防锈油后入库存放;清资料,整理钻进日志、测斜数据、岩心编录等资料,形成完整档案。“三交”即交岩心,将岩心箱密封后移交地质编录组,办理交接手续;交设备,填写设备使用记录,注明运行状况与维修需求;交总结,编写钻孔施工总结,分析存在问题与改进措施,实现作业全流程闭环管理。
人员培训与考核标准化,打造“技能-意识-责任”三位一体团队。人员是钻探标准化机台建设的核心要素,构建“分层分类、精准赋能”培训体系。每年组织全员钻探技术培训,内容涵盖设备操作、流程规范、安全防护等;在岗员工实行“每月一训、每年一考”,重点围绕“三新”(新技术、新设备、新标准)开展培训,确保技能与标准同步提升;针对新员工开展“师带徒”培养,由经验丰富的老钻工进行一对一指导,加速新员工成长。
立足西南地质特点创新标准化落地模式
昆明中心结合西南地区山地多、海拔高、地层复杂的地质特点,在“五化”框架基础上,针对不同项目场景创新实践,形成一批可复制、可推广的特色经验,为复杂环境下岩心钻探标准化建设提供解决方案。
老王寨元阳金平项目:复杂山地的“适应性标准化改造”。该项目位于哀牢山横断山脉,95%钻孔在山地地区,最大坡度为50°,传统机台布局与设备搬迁难度大。项目组创新采用“便携式模块化装机+ 分级建设”模式,破解复杂地形难题。分级建设降成本。根据孔深对机台占地及建设进行分级,100米以内钻孔精简化、100米至300米标准化、300米以上规范化。地形适配保安全。对机台地面加装隔水防滑垫,由地面湿滑导致的滑倒事故较以往下降99%。修筑机台时机台木3/4位于稳定场地,填空区面积不超过机台总面积的1/4。机台搬迁采用分体式拆分运输,合理利用交通道路,落实绿色勘查减少生态破坏,场地稳定性提升95%,设备运输效率提高60%,为山地岩芯钻探提供了适配的标准化解决方案。
西部项目:高海拔环境下的“专项安全防护”。西藏高海拔工作区施工地点平均海拔4800米,最深钻孔达200多米。低氧、寒冷环境对人员和设备构成双重挑战。项目组实行“人员适应+设备降负荷”管理。人员到达藏区后先进行3—5天高原适应培训,外聘当地钻工减少高原反应风险,配发防寒保暖劳保用品。调整作息时间为“三班八小时”工作制,避免疲劳作业;建立“高原反应观察点”,配备血氧仪和血压计,每2小时监测员工血氧饱和度和血压,血氧低于90%者立即停止作业并吸氧休息。设备防护采取“降负荷+保温”措施,钻机转速降低15%,钻压降低10%,适配高海拔动力下降特点。钻塔设置防风缆绳,每侧2根,地锚深度≥1.5米,可抵御高海拔强风(最大风速25m/s)。通过这些措施,西部项目藏区员工高原反应发生率实现了从2024年的35%降至2025年的5%以下,设备故障率下降70%,保障了高海拔地区钻探作业安全高效进行。
老寨湾项目:破碎地层钻探的“岩心保护创新”。该项目主要穿越断层破碎带,传统方法岩心采取率仅 78%,项目组创新“岩心保护三步法”,大幅提升岩心质量。钻进控制减破坏。严格控制回次进尺≤1.5m,采用金刚石孕镶钻头,降低钻进过程对岩心的机械破坏,根据地层特性调整钻进参数,减少孔底扰动,避免岩心破碎加剧。钻具选择护完整。全部采用绳索取心双管钻具,内管采用高强度铝合金材质,减少岩心与管壁摩擦碰撞,提升岩心完整性。取出保护防损耗。岩心取出后1小时内完成清洗、编号、封存,放入带防潮垫的岩心箱,间隙用软纸填充,避免运输与存放过程中的损坏。通过系列创新,项目岩心采取率提升至 92%,孔内事故发生率下降 85%,为破碎地层岩心钻探积累了宝贵经验。
多维提升显实效赋能找矿新突破
经过一年标准化机台建设,昆明中心在安全、质量、效率、成本等方面取得显著成效,为找矿突破战略行动提供有力支撑。
安全管控从“风险隐患”到“本质安全”。标准化建设实施以来,标准化建设推动科室安全形势实现根本性转变,事故发生率大幅下降。以2024年为基准年(较大事故3起、轻伤率 1‰),2025年较大事故降至1起,轻伤率实现“零的突破”,较基准年事故起数下降30%、轻伤率下降100%,达到行业领先水平;机械伤害事故从2024年1起降至2025年0起,实现该类事故“零发生”。重点项目安全表现突出,西部项目连续2年零事故,老王寨元阳金平项目连续3年零事故,老寨湾项目连续2年零事故。隐患治理闭环高效,2025年科室累计排查安全隐患120余项,整改闭环率100%,所有隐患均在规定期限内完成整改;员工安全行为显著规范,安全防护用品佩戴率从 65%提升至100%,实现“全员规范防护”。应急处置能力大幅增强,2025年会泽大黑山项目发生孔内坍塌、涌水事故时,从发现事故、启动预案到恢复生产仅用6天,较往年同类事故处置时间缩短67%,凸显标准化应急体系的实战价值。
质量效率从“粗放作业”到“精准高效”。标准化建设推动钻探效率和质量同步提升,主要指标创历史新高。效率方面,各项目2025年平均钻进时效较2024年提高64%,项目效率提升明显。质量方面,钻探成果全面达标,岩芯采取率从2024年的80%提升至2025年的95.5%,完整岩层岩心采取率达99%,破碎地层达92%,均超过行业标准;数据准确性显著提高,原始报表、测斜记录等资料差错率从12%降至2%以下,为地质找矿提供了可靠数据支撑。
人员素养从“经验操作”到“标准作业”。员工安全意识与操作规范性实现质的飞跃,从“要我安全”向“我要安全”“我会安全”根本转变。安全知识考核通过率98%,95%以上员工能熟练掌握应急处置流程和设备维护技能;操作规范性大幅提高,钻前检查、钻进参数控制、岩心处理等关键环节符合率达98%,老钻工彻底摆脱“凭经验干”模式,转向“按标准干”。新员工成长加速,2025年新骨干独立操作考核通过率达 95%,快速补充作业力量;团队协作更顺畅,钻工、记录员、地质员等岗位分工明确、信息共享,形成“人人讲标准、事事守规范”的良好作业氛围。
成本管控从“低效消耗”到“降本增效”。标准化建设推动管理成本精细化管控,经济效益显著。以老王寨元阳金平项目钻探组为例,2025年物资消耗成本较2023年下降24%,年节约专用材料费用8万余元、专用燃油费用2万余元。人力资源配置更优化,通过标准化作业提升人均效率,每个机台按标准配备人员,各司其职、高效协作,野外作业秩序井然。一年来,通过标准化建设累计降低成本10万余元,实现“提质、增效、降本”三重目标。