礦區水文地質勘查技術應用分析

黃 朗

（廣東省工程勘察院，廣東 廣州 510000）

目前，采礦區的測量員經常面臨進行水文地質調查的重要任務。在采礦區域，由于操作不當經常會遇到各種問題，例如，地下水沉降侵蝕的問題將發生在礦產資源的實際開發中，主要原因是間隙的不正確轉移導致間隙直接傳遞并積累，最終地下水受到污染[1]。因此，這對被調查技術人員的技術水平有一定的要求，不僅要進行連續的水文監測，還要明確掌握地下水侵蝕的變化，以提高預測和控制地下水侵蝕的準確性。

1 礦區水文地質勘查技術應用

對于許多金屬和非金屬礦床來說，基本的物理和化學形成過程是常見的。關于礦石形成過程缺乏大量數據，包括金屬如何從烴源巖運輸到沉積和沉積后蝕變。這些過程的建模受到礦石和脈石（廢）礦物，圍巖礦物和蝕變產物的熱力學和動力學數據的顯著差異的限制。除了公司擁有的專有數據外，還沒有詳細的地質圖和地質年代學和巖石學數據來解釋礦區內和周圍地區以及可能有大量礦藏的邊境地區的地質結構。這些數據對于了解礦石形成的地質歷史至關重要。地質數據庫不僅有利于采礦業，也有利于土地利用規劃者和環境科學家[2]。在許多情況下，特別是在巖石暴露的干旱環境中，詳細的地質和蝕變測繪是發現主要銅和金礦床的關鍵因素。

大多數金屬礦床是通過含水流體和主巖的相互作用形成的。在通過地殼的流體流動路徑的某一點，流體遇到物理或化學條件的變化，導致溶解的金屬沉淀。在礦床研究中，傳統上關注的是金屬沉積的位置，即礦床本身。然而，負責沉積的流體必須繼續通過地殼或進入另一種介質，如海水，以保持高流體通量[3]。在形成金屬礦床之后，通過大氣降水的氧化通常會使金屬和相關元素再活化和分散，從而產生用于勘探的地球化學和礦物學暈。此外，采礦過程通常會使礦石受到大氣降水的快速氧化，這會自然影響環境。因此，了解流體通過地球的運動，例如通過增強的水文模型，對于未來的礦產勘探以及有效關閉已完成其生命周期的礦井至關重要。確定水文條件和巖石，土壤和水中潛在有毒元素的自然發生的基線研究也變得至關重要。基線數據對于確定采礦如何改變水文和地球化學條件至關重要。基線氣候，水文和礦物學數據至關重要;例如，在干旱氣候條件下，酸性巖石排水將大大減少，因為自然氧化已經破壞了產生酸的硫化物礦物，或者水流量可以忽略不計。

在地質科學領域，對基礎科學的更多支持，包括地質測繪和地球化學研究，將為礦物勘探提供重要但逐步的改進。填補基礎知識方面的空白，包括熱力學動力學數據和礦石系統的詳細四維地質框架，不僅可以為礦物勘探和開發，而且可以為采礦和礦物加工提供益處。熱力學動力學數據將有助于更好地了解礦石系統如何隨時間演變，礦石和廢石中的礦物質在暴露于水文后期變化后如何反應，以及應如何開發新的加工技術。礦石系統的地質框架包括巖石類型和結構的三維分布，例如斷層和裂縫，以及時間的第四維度-巖石和結構如何形成。該框架對于成功的勘探，高效采礦和后來的回收非常重要。關于開發“環保”礦床勘探模型的重點研究可能會在短期內產生重要的結果。如工業所確定的那樣，將研究重點放在最重要問題上的機制將有助于將工業，政府和學術資源集中在這些問題上。關于開發“環保”礦床勘探模型的重點研究可能會在短期內產生重要的結果。如工業所確定的那樣，將研究重點放在最重要問題上的機制將有助于將工業，政府和學術資源集中在這些問題上。關于開發“環保”礦床勘探模型的重點研究可能會在短期內產生重要的結果。如工業所確定的那樣，將研究重點放在最重要問題上的機制將有助于將工業，政府和學術資源集中在這些問題上。

與傳統采礦相比，原地浸出具有許多環境優勢，因為它產生的廢料更少，并且可以減少表面干擾（沒有磨礦、尾礦，去除覆蓋層或廢石堆）。主要的環境問題是追蹤水質。例如，在鈾的情況下，可以提高鈾及其相關放射性子產物的濃度，并且在某些情況下，可以提高砷和硒等潛在有毒元素的濃度。在德克薩斯州南部的幾個地方進行了填埋工程，這些地點在20世紀70年代首次進行了鈾的原位浸出。原位鈾浸出在健康和安全方面也具有優勢，因為浸出過程選擇性地去除鈾并使大部分危險的放射性子產物留在地面。此外，需要很少的重型機械來移除在傳統采礦作業中加工的大量巖石。

鈾的原位浸出通常涉及開發具有五點注入和生產井的井場，在一個廣場的角落有四個生產井，在中心有一個注入井。用于監測流體流動和密封的監測井分布在注入井場周圍。由于礦山的開發在很大程度上取決于井場的鉆井和完井，鉆井效率的提高（更快和更便宜的鉆井）將明顯提高原地采礦的生產率。通過定向鉆孔，特別是當與鉆頭上或鉆頭附近的傳感器耦合并且沿著水平段的孔的長度控制水壓時，可以將浸漬劑更直接地放置在與礦石接觸的位置（在礦體的中間）。鈾的原位浸出目前僅限于高滲透性（數百至數千毫達西）的低品位沉積物，基本上是水平砂巖。水平井完井類似于水井，在可滲透的含礦含水層中有套管穿孔。使用比鋼或不銹鋼套管便宜得多的聚氯乙烯套管，目前將經濟鉆井的深度限制在距地面270米以內。能夠承受更高壓力的廉價套管的開發將擴大資源基礎，以包括更深處的已知沉積物。

檢測水文不均勻性的無創技術（不需要在地下鉆洞的技術），例如粘土透鏡是砂巖流體流動的障礙，決定水文特性（透射率，滲透率），將大大改善水文地質模擬和井場設計。交叉鉆孔斷層攝影術（例如，三維地震或其他類似于醫學中的磁共振成像的地球物理成像）是一種有前景的技術。提高計算速度和更大的存儲容量也將改善水文地質建模。通過為主要成分開發流內化學傳感器（利用腐蝕劑，開采的元素和環境問題的元素，如砷，硒，鉬，可以進一步改善井場作業）。到目前為止原始地層中的原位浸出（巖石基質在浸出之前未經過改造）僅在高滲透性方面取得了經濟上的成功。

2 結語

綜上所述，水文地質調查是環境地質調查的重要組成部分。水文地質調查內容豐富，技術要求高，專業性強，對環境地質調查人員要求較高。從文中可以充分了解到，在礦區勘探水文地質中，最終仍存在明顯的困難，這些困難主要體現在地質調查，水文調查和環境地質評價中。因此，有必要全面地了解水文地質工作勘探中的所有重要信息，正確科學地選擇水文地質勘探技術，建立完善的環境地質評價體系。此外，從上述方面進行改進和完善，可以有效解決礦區水文地質勘探的工作難點，為礦區水文地質勘探工作的優化和改進奠定基礎。