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3200米!鉆孔全斷面多參量分布式光纖技術再攀新“高度”!

發布時間:2022-04-01 09:22:32瀏覽次數: 來源:

近日,由我司參與建設的川西甲基卡鋰礦3200米科學深鉆多物理量分布式光纖監測項目取得初步進展,相關成果已在《科學通報》上發表,南智傳感鉆孔全斷面多參量分布式光纖監測技術取得重要突破。


論文發表

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、高地應力、高水壓、高地溫和凍土等嚴峻挑戰。 因此,利用甲基卡科學深鉆,監測深部物理場和淺部環境變化過程,對于研究青藏高原地殼活動、川藏鐵路建設中的場地穩定性、山地災害和生態環境保護均具有重要意義。

青藏高原東部地質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測技術,即在鉆孔中布設傳感光纜或傳感器,形成一個分布式的多場多參量的光纖綜合監測系統,能夠長期監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、采空區覆巖穩定性監測項目中得到成功應用,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測孔示意圖(圖源:《科學通報》)

接到項目任務以來,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、深孔高溫高壓環境、長距離光纜垂直下放等問題,南智公司成立了專項技術攻關團隊,在項目組專家指導下,從特種傳感光纜設計、深孔光纜卷揚設備研制、多參量光纜深孔同步下放工藝、回填材料配比、測試設備保障及長期監測站點建設等多方面綜合考慮,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測孔建設工作,為項目組成功獲得甲基卡深鉆孔內應變、溫度和振動的分布及其變化情況提供了關鍵技術保障。

建設歷程

截至目前,甲基卡深鉆光纖監測系統運行良好,已成功記錄到地下巖體的溫度變化和熱導率分布、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量成果,標志著鉆孔全斷面多參量分布式光纖監測技術應用邁向了新的高度,為該技術的后續發展提供了寶貴經驗。

甲基卡科學深鉆項目組合影留念


參考文獻:

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測技術[J].工程地質學報,2018

2.施斌, 王寶善, 張誠成, 顧凱, 阮友誼, 李廣偉, 王勤, 魏廣慶, 張丹, 朱鴻鵠,程剛 ,陳颙. 川西甲基卡鋰礦3211m科學深鉆多物理量分布式光纖觀測[J].科學通報,2022




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