矿区水文地质研究进展及中长期发展方向分析

2023-01-09左涛

中国金属通报 2022年15期

左涛

如果想要矿区稳定发展，对于水资源的守护和矿山水的治理是不可忽视的两个大问题，这两个问题的结合发展，让矿山水文地质有了新的方向，但是需要先进的技术操作和不断尝试的理论实践来给予发展的动力。矿区发展的成功主要应该归功于资源方面的持续使用。通过研究目前矿区的实际情况，得到更有效的策略和方法促进矿区发展。

1 矿区水文地质的研究进展

1.1 研究区整体情况

科学技术的不断进步，在我国的各种层面上的探究都越来越广泛深入。我国的开采技术变得越来越成熟化，但我们仍然应该注重研究区的整体情况。在开采矿物过程，矿区水文地质的条件是一个需要重视的考虑对象。目前含水层结构和地下水的循环系统已经产生了一定的根本改变，因此开采人员需要在进行开采之前对矿区的地下水文的整体情况有一个准确的测量，利用测量之后的数据进行分析，找到合适的设施进行预防和控制，对资源中的废料合理排放到外面去，严苛对待资源的供给，从而将地下水文的整体情况全面理解。

1.2 关于地下水的研究

关于地下水的获取情况是丰富的。例如在南方的地区，通常降雨比较频繁，也会有着少量的降雪情况，而南方地区正是通过这样的大气降水来获取地下水的。在雨量比较多的季节，水量逐渐增多，大江大河的水位变高，为地表的一些径流带来水源。另外，在农民进行田地灌溉时，如果修建的水渠产生渗水情况，也会得到地下水。

地下水的排放方式主要分为两种，一种是径流式，另一种是利用蒸发的方式。这两种方式拥有的本质区别在于其中的含盐成分是否会随着排放而失去。径流方式其实与喷泉的方式类似，通过地下水的获取方式，我们可以得出地下水为大江大河提供水资源，那么就是地下水径流排放的一种方式。举个简单例子，地下水的径流就像班级里设立的带头学习的人一样，是老师和其他同学们中间的联系人，地下水径流是地下水获取和排放的连接，地下水径流的一种形式就是地下的暗河。

1.3 矿区的地质环境

水文地质是来研究地下水情况的，但是不能光研究水文地质，还应该联系到矿区的土层。因为关于地下水的水所在位置不确定，那么水的压强就是不稳定的，它的变化会对土地表面的岩石层面以及构造的建筑产生一定影响。矿区的位置主要特点，一般会处于海拔高度很低的地点，因此它的地质内部构造是非常复杂的。一般情况下进行大规模开采的地点，应该选择断裂层较少的地点。如果检测到的环境有不符合矿区开采的条件，那么就不要尝试进行大的动作，避免岩层出现断裂和崩塌的情况。所以在开采之前需要对底层的岩性、含水介质和水理性质进行调查，分析其物理化学性质，保证后续开采的进行，一般来说矿区内部如果含有地下水，那么基本是由松散岩类孔隙水、碎屑岩类基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂隙水这三种类型的地下水相互结合而成，其中碎屑岩类基岩裂缝水也分为三个类型，有风化基岩裂隙水、断裂构造含水带、构造裂隙水，其中风化基岩因为其特殊的物理构造，缝隙中会储存大量的水分，所以在调查阶段要重点关注这种类型的岩石含水量。

1.4 目前研究进展出现的问题

探测处理意识不强。对于矿区水文地质的环境进行实地勘测，利用掌握情况进行整个开采过程的评估，这对于整个过程有着积极的影响作用，勘测得到的信息有巨大的参考意义。目前在矿区的水文地质进行探测的环节中，意识方面存在缺失。有关人员的开采意识比较古老，因为在早期的矿山开采时，管理人员缺乏对于环境保护的意识，带动许多工作人员的思想，他们更加看重的是矿山开采带来的经济效果，没有考虑到自然环境。长久下来导致矿区不能承受如此程度的开采工作，矿区的崩塌等问题随之而来。由于意识方面的淡薄，水文地质的探测相关工作一直遭到忽视，在工作过程中，通常会把工作的进程变得简单化，更表现得形式化，更有甚者对于意识问题完全不实施。在实际的过程中，开采人员大多数重视开采进度，对于开采之前的水文地质探测意识不在意。因此这一环节缺少各方面的支持，使用的设备也相对比较陈旧，应用的技术也是不够水平的，没有办法起到有效率的辅助，不能按时对技术进行思考，实施不会进行更换，因此创新性的理念更加不会被应用。这就会造成在探测过程中，水文地质取得的信息不够精准，不能有效地进行参考，影响以后在开采工作的进行。

在设备技术方面会受到一些客观方面的制约。主要体现在矿区的水文地质探测时使用方法较少，设施老旧，技术水平远远落后。对待新的技术、新的知识不愿意接受，对于目前的理念比较固执，忽视改革。在这种形势下，很多创新型的技术没有机会在矿区的水文地质的探测中去运用，更加没有办法广泛传播。

矿区工作本身是一项具有难度的工作，而且包含的任务也很多，相比其他工作和水文地质探索比较，具有工作时间长、工作强度大的特点。水文地质探测是为了获取准确的信息作为工作参考，因此在使用设施方面应该重视。目前经济方面的矛盾逐渐明显，对于矿区水文地质的探测重视也比较弱，探测工作的市场变得小了，仅仅依靠这些工作的人无法得到有利的回馈，导致一部人员转移到其他行业，造成人才流失。另外目前探测的难度再升级，工作人员得不到与难度相匹配的酬劳，这使这个行业无法吸引年轻人选择在这方面就业，这些是目前矿区缺少工作人才的基本因素。

并且矿区的水文地质研究活动主要是针对地下水的运动状态，因为观测目标处于地下，所以有着很高的观测难度。即使观测出了水位的高低，但地下水的状态会随时改变，矿区的开采也会对其造成影响，很有可能在短时间内低下水位就产生了巨大的变化，如果不能提前预测到水位的变化，就会对矿区开采的过程带来巨大的安全问题，不能有效地避免开采过程中被地下水淹没的危险、而且对一些岩层的含水量并不能进行有效的估值，一旦含水量超过了安全值，爆破后因为水压的变化人为方法根本无法进行有效的控制，很容易就出现水层突水的情况，直接会对矿区开采的安全造成威胁，影响开采的进度，甚至可能会导致地质灾害。

2 矿区水文地质中长期发展的优化

2.1 加强探测重要性意识

首先从管理人员方向切入，不断强化管理人员的意识层面的认知，这样就会起到带头作用，对于水文地质探测工作顺利进行有着重要影响。如果要实现这种意识养成，矿区开采方应该注重这项学习，利用宣传机构进行思想普及，养成思想，让探测任务顺利进展，要让工作人员明白水文地质探测工作是十分重要的。这种思想应该从日常工作抓起，逐渐强化到管理层面，意识要真正进入到工作人员的大脑中。另外还要注重管理人员在综合素质的考量，对于管理人员在技术操作方面的熟练多关注。比较普通的理解做法就是定期实行技能和意识的培训，在进行相应的培训后，设置一些考试，重视考试结果，设立一些奖罚制度，严格按照制度进行执行，这样就能够极大地提升工作人员的学习，让他们更加积极主动，达到理想的培训效果。实施这样的措施，不但对管理人员的管理能力有所帮助，还可以加强工作人员的责任感，让技术掌握得更加熟练，也能够有效地提升员工对探测的水平。这些因素对于水文地质探测工作能够顺利发展有着重要的作用，因为虽然目前经济发展迅速，但是在探测工作中，许多的工作内容主要是需要由专业的相关人员来完成的。

2.2 加强技术进步

从工作的流程中可以看出，水文地质的探测工作进行的主要用途是对于地下水的各个信息进行详细了解，因此对于技术方面的更新进步是至关重要的。开采矿区和地下水之间有着密切关系，如果对于地下水的分布情况没有了解，这样直接展开工作，很容易影响工作进程，甚至出现安全问题。地下水的分布观测得到之后，能够准确地绕开这些水源地点，有效地开采资源，对自然环境的保护有一定作用。引用技术方面，可以运用口径比较大的基层潜孔锤。这个新技术的运用能够加大挖掘的直径，深度也会比传统深，而且这项技术会使工作内容更加具有完整性，使用方法也是符合常规的。另外根据不同的地点水文地质不同，选用管内管外进行分层止水的技术，这项技术有效地把抽水过程进行分层，而且与冲水可以同时进行，大大提高了工作的效率。另外传统技术要合理应用，与新兴技术相结合，有利于原始技术的保留，新技术的创新应用。在矿区的开采中，不能每一个地方都应用同一个方法解决，应该根据客观情况，进行全面客观地逐步分析，保证在开采的过程能够精准运用技术操作。

2.3 加强对专家学者的重视

近年的发展中，我国研究地质的专业人士以及工作人员对矿区的发展尝试过许多的工作，因为探测出的许多理论信息远远多于多年的经验，而且相对大众的例子比较少，这就使专业人员为了工作需要，变成了经验开拓者，这样会缺少时间上的数据和完备的理论上的帮助，导致工作人员的水平并没有精进，而整体进程出现了尴尬的处境。缺乏系统性的描述和实际的案例，没有到达可以易于理解的程度，水文地质模拟的实验技术不断进步，因此相关的学者是有必要用更多的精神去学习的。目前来讲，水文地质研究依然缺乏通过实验得出的数据，这就需要关注专业的水文地质，提升我国在矿区发展的进程。技术操作人员与工作存在直接关系，在水文工作中，专业的分析员是此项工作中的重点人员。对此提高水文地质工作人员的水平是不可缺少的。研究过程中，相对专业的工作人员能够有效地减少安全问题产生，在工作时同样需要工作人员进行采集信息的工作，进行定期采集，对于情况的准确研究有帮助，为以后的开采工作提供了一定保障，维护了工作的平稳进行，因此应该加强对专家学者的重视。

2.4 研究深度需要加强

近些年，我国发现了一些具有探测意义的矿区，给矿资源的可发展性带来了希望。我国对于大多数矿区评估范围大约起始在五百米，终端到两千米。其中一部分的矿区已经对一千五百米的资源进行了探测。近年来，开采过于频繁引发了我国的浅部矿产资源产生大量下降趋势，而由于西部地区交通的不便以及开采环境极其艰难，对于开采有所阻碍。因此，为了跟上我国经济快速发展的步伐，我国探测的矿区将会逐渐加强深度，深入资源开采的力度，目前关于深度探测技术仍然存在一定问题，因此部分现实工作无法顺利展开，对此加快对于矿区的水文地质在深部的探究，注重技术水平的提高，对于矿区资源的有效开发有重要意义。开采过程的问题很多情况下是覆盖着的岩石出现断裂，或者岩石位置下沉，导致改变了含水层的构造。研究含水层构造变化的方法有很多，经常用到的比如现场观察变异情况，运用物理原理模拟实验情况，这些都可以辅助研究加强。模拟实验的主要工作是规定好工作面的地面标准高度和工作面的标准高度，从而得出埋藏的深度等。

2.5 水文地质技术设施发展前途光明

伴随着经济的平稳发展，设施制度的有效制定，有利于矿区的可观发展。最近这几年，无论是国家还是专业人士，对于创新技术设施的研究越来越值得关注，政府针对新的技术设施创造也进行了一系列的鼓励，即使矿区水文地质的研究工作有着层层的困难，我国的矿区水文地质研究可能会遇到大大小小的问题，相关工作人员依然对此提出了不错的想法，坚持要达到高效的水平。因此，以后的矿区发展进程，会更加注重对于创新设备的研发和引进，让我国在设施方面以及技术的专业水平层面，都是属于领先的，未来的岁月里，我国的矿山水文地质问题会对使用设施进行更高要求，创立一个属于我国的水文地质技术和设施加速发展的高光时刻。因此为了达到研究方向属于世界前方的发展，相关人才的努力学习以及团队的付出都是可贵的。伴随着经济的平稳发展，地下水的有效信息，以及矿区的地质环境。

2.6 进行地质研究，注意生态安全

在矿区的水文地质探究中，与生态环境融合进行探究是研究发展的主要方式。目前矿区发展时空里，只要开发了矿产，那么生态环境基本就会受到影响，因此开采的工作对于生态安全会产生非常大的影响。矿区中的主要生长的植物，是利用地下水的成分吸收养分的，所以一旦水资源产生变化，那么将会严重影响到植物的生长。通过许多实验可以看出，开采不仅会使地表的外貌产生变化，还会增大含水层的渗透能力，这些对于矿区潜在水资源的流动研究有着有利影响。通过研究发现，开采的过程是一个富有动态化的进程，因此覆盖在岩石表面的渗透能力也是会变化的，覆盖在岩石上的渗透能力会随着力产生的场强改变而改变，渗透性很好的可以变成渗透性能差的，无渗透力的也可以变成利于传导水分的岩石体。地下水的持续性供应是因为受到大气环境的影响，因为与水气进行垂直的渗透作用，因此风化带的地下水一般会进行侧面提供形式，不同的地质层有石灰矿存在，这会与地下渗透的水资源一同为其提供合适的环境。因为比较大型的水文地质拥有的地下水流动时，会和地面的山坡变化形式一样，所以地下水不断地将多出来的水排到一些山沟里。受到整体气候影响，所以影响地下水的还有气候问题。

2.7 融入信息化研究，减少偏差

伴随着科学技术的进步,信息化时代发展起来，计算机的应用和信息工程在人们生活中的分量越来越多。比如目前流行的3S技术，它第一种是RS，第二种是GIS，第三种是GPS，它的功能主要是把地球数据整合，这样有利于对矿区水文地质进行全面研究。我们可以通过所有的数据整合而形成的数据库，运用第二种技术进行对水文地质在空间上研究，针对管理进行分析。获取矿区水文地质在每一个界限位置的位置分布，找出特征，对以前的水文地质的整体评价进行整改。地下水的探测情况一直是比较不足的，应该提升工作力度，合理运用好模型，令地理的环境和第二种技术的环境通过总体构成安排，进行有利的整理合并，形成丰富的构成，打破以前简单的模式，提升了对于矿区在水文地质上的有效探究。这种研究不仅可以对古老的水文地质探究做出改动，还可以对今后的科学进步做出贡献。研究数据时，比如复杂成分含量等，可以运用格拉布斯检验的方法，进行多次数据采集，分析偏差程度，得到不同样品多次检查数据没有异常的情况，那么则说明方法的重复性好，准确度高。在信息化的背景下，矿区水文的发展已经到达了一个崭新的方向。因此信息的时代利用，对于水文地质起着不可估量的作用。