近日,由我司參與建設(shè)的川西甲基卡鋰礦3200米科學深鉆多物理量分布式光纖監(jiān)測項目取得初步進展,相關(guān)成果已在《科學通報》上發(fā)表,南智傳感鉆孔全斷面多參量分布式光纖監(jiān)測技術(shù)取得重要突破。
論文發(fā)表
甲基卡鋰礦是我國最大的偉晶巖型鋰礦,位于青藏高原東緣的四川省甘孜藏族自治州康定市和雅江縣交界處。為研究硬巖型超大型鋰礦的成礦機制和深部找礦潛力,南京大學許志琴院士領(lǐng)銜團隊完成了“川西甲基卡鋰礦科學鉆探工程”,終孔深度達3211.21米,是全球研究鋰礦的第一口定向科學深鉆,也是青藏高原上最深的科學鉆孔。甲基卡科學深鉆與鮮水河斷裂以及規(guī)劃中的川藏鐵路雅安至林芝段距離僅25km,穿過這些活動斷裂帶將面臨高海拔、高地震烈度、高地應(yīng)力、高水壓、高地溫和凍土等嚴峻挑戰(zhàn)。 因此,利用甲基卡科學深鉆,監(jiān)測深部物理場和淺部環(huán)境變化過程,對于研究青藏高原地殼活動、川藏鐵路建設(shè)中的場地穩(wěn)定性、山地災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境保護均具有重要意義。
青藏高原東部地質(zhì)簡圖及甲基卡科鉆位置(圖源:《科學通報》)
南智傳感鉆孔全斷面多參量分布式光纖監(jiān)測技術(shù),即在鉆孔中布設(shè)傳感光纜或傳感器,形成一個分布式的多場多參量的光纖綜合監(jiān)測系統(tǒng),能夠長期監(jiān)測鉆孔全斷面的地層變形、地下水位、溫度場、水分場、孔隙水壓力等定量信息的分布和變化,具有分布式、長期性好、多場多參量等特點,已在多個地面沉降、采空區(qū)覆巖穩(wěn)定性監(jiān)測項目中得到成功應(yīng)用,但在甲基卡科學深鉆如此高海拔、長孔深的鉆孔中實屬第一次嘗試。
甲基卡分布式光纖監(jiān)測孔示意圖(圖源:《科學通報》)
接到項目任務(wù)以來,面對孔深達到3200m的甲基卡科學深鉆以及由此帶來的鉆孔井斜、孔徑變化、深孔高溫高壓環(huán)境、長距離光纜垂直下放等問題,南智公司成立了專項技術(shù)攻關(guān)團隊,在項目組專家指導(dǎo)下,從特種傳感光纜設(shè)計、深孔光纜卷揚設(shè)備研制、多參量光纜深孔同步下放工藝、回填材料配比、測試設(shè)備保障及長期監(jiān)測站點建設(shè)等多方面綜合考慮,歷時三個月順利完成世界上海拔最高、深度最大的多物理場分布式光纖監(jiān)測孔建設(shè)工作,為項目組成功獲得甲基卡深鉆孔內(nèi)應(yīng)變、溫度和振動的分布及其變化情況提供了關(guān)鍵技術(shù)保障。
建設(shè)歷程
截至目前,甲基卡深鉆光纖監(jiān)測系統(tǒng)運行良好,已成功記錄到地下巖體的溫度變化和熱導(dǎo)率分布、鉆孔回填過程的聲波振動、天然地震和人工爆破地震等一系列高質(zhì)量成果,標志著鉆孔全斷面多參量分布式光纖監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用邁向了新的高度,為該技術(shù)的后續(xù)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗。
甲基卡科學深鉆項目組合影留念
1.施斌,顧凱,魏廣慶,吳靜紅,張誠成. 地面沉降鉆孔全斷面分布式光纖監(jiān)測技術(shù)[J].工程地質(zhì)學報,2018
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