礦區(qū)水文地質(zhì)研究進(jìn)展及中長期發(fā)展方向分析

左 濤

如果想要礦區(qū)穩(wěn)定發(fā)展，對于水資源的守護(hù)和礦山水的治理是不可忽視的兩個大問題，這兩個問題的結(jié)合發(fā)展，讓礦山水文地質(zhì)有了新的方向，但是需要先進(jìn)的技術(shù)操作和不斷嘗試的理論實踐來給予發(fā)展的動力。礦區(qū)發(fā)展的成功主要應(yīng)該歸功于資源方面的持續(xù)使用。通過研究目前礦區(qū)的實際情況，得到更有效的策略和方法促進(jìn)礦區(qū)發(fā)展。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)的研究進(jìn)展

1.1 研究區(qū)整體情況

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在我國的各種層面上的探究都越來越廣泛深入。我國的開采技術(shù)變得越來越成熟化，但我們?nèi)匀粦?yīng)該注重研究區(qū)的整體情況。在開采礦物過程，礦區(qū)水文地質(zhì)的條件是一個需要重視的考慮對象。目前含水層結(jié)構(gòu)和地下水的循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了一定的根本改變，因此開采人員需要在進(jìn)行開采之前對礦區(qū)的地下水文的整體情況有一個準(zhǔn)確的測量，利用測量之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到合適的設(shè)施進(jìn)行預(yù)防和控制，對資源中的廢料合理排放到外面去，嚴(yán)苛對待資源的供給，從而將地下水文的整體情況全面理解。

1.2 關(guān)于地下水的研究

關(guān)于地下水的獲取情況是豐富的。例如在南方的地區(qū)，通常降雨比較頻繁，也會有著少量的降雪情況，而南方地區(qū)正是通過這樣的大氣降水來獲取地下水的。在雨量比較多的季節(jié)，水量逐漸增多，大江大河的水位變高，為地表的一些徑流帶來水源。另外，在農(nóng)民進(jìn)行田地灌溉時，如果修建的水渠產(chǎn)生滲水情況，也會得到地下水。

地下水的排放方式主要分為兩種，一種是徑流式，另一種是利用蒸發(fā)的方式。這兩種方式擁有的本質(zhì)區(qū)別在于其中的含鹽成分是否會隨著排放而失去。徑流方式其實與噴泉的方式類似，通過地下水的獲取方式，我們可以得出地下水為大江大河提供水資源，那么就是地下水徑流排放的一種方式。舉個簡單例子，地下水的徑流就像班級里設(shè)立的帶頭學(xué)習(xí)的人一樣，是老師和其他同學(xué)們中間的聯(lián)系人，地下水徑流是地下水獲取和排放的連接，地下水徑流的一種形式就是地下的暗河。

1.3 礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境

水文地質(zhì)是來研究地下水情況的，但是不能光研究水文地質(zhì)，還應(yīng)該聯(lián)系到礦區(qū)的土層。因為關(guān)于地下水的水所在位置不確定，那么水的壓強(qiáng)就是不穩(wěn)定的，它的變化會對土地表面的巖石層面以及構(gòu)造的建筑產(chǎn)生一定影響。礦區(qū)的位置主要特點，一般會處于海拔高度很低的地點，因此它的地質(zhì)內(nèi)部構(gòu)造是非常復(fù)雜的。一般情況下進(jìn)行大規(guī)模開采的地點，應(yīng)該選擇斷裂層較少的地點。如果檢測到的環(huán)境有不符合礦區(qū)開采的條件，那么就不要嘗試進(jìn)行大的動作，避免巖層出現(xiàn)斷裂和崩塌的情況。所以在開采之前需要對底層的巖性、含水介質(zhì)和水理性質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，分析其物理化學(xué)性質(zhì)，保證后續(xù)開采的進(jìn)行，一般來說礦區(qū)內(nèi)部如果含有地下水，那么基本是由松散巖類孔隙水、碎屑巖類基巖裂隙水和碳酸鹽巖巖溶裂隙水這三種類型的地下水相互結(jié)合而成，其中碎屑巖類基巖裂縫水也分為三個類型，有風(fēng)化基巖裂隙水、斷裂構(gòu)造含水帶、構(gòu)造裂隙水，其中風(fēng)化基巖因為其特殊的物理構(gòu)造，縫隙中會儲存大量的水分，所以在調(diào)查階段要重點關(guān)注這種類型的巖石含水量。

1.4 目前研究進(jìn)展出現(xiàn)的問題

探測處理意識不強(qiáng)。對于礦區(qū)水文地質(zhì)的環(huán)境進(jìn)行實地勘測，利用掌握情況進(jìn)行整個開采過程的評估，這對于整個過程有著積極的影響作用，勘測得到的信息有巨大的參考意義。目前在礦區(qū)的水文地質(zhì)進(jìn)行探測的環(huán)節(jié)中，意識方面存在缺失。有關(guān)人員的開采意識比較古老，因為在早期的礦山開采時，管理人員缺乏對于環(huán)境保護(hù)的意識，帶動許多工作人員的思想，他們更加看重的是礦山開采帶來的經(jīng)濟(jì)效果，沒有考慮到自然環(huán)境。長久下來導(dǎo)致礦區(qū)不能承受如此程度的開采工作，礦區(qū)的崩塌等問題隨之而來。由于意識方面的淡薄，水文地質(zhì)的探測相關(guān)工作一直遭到忽視，在工作過程中，通常會把工作的進(jìn)程變得簡單化，更表現(xiàn)得形式化，更有甚者對于意識問題完全不實施。在實際的過程中，開采人員大多數(shù)重視開采進(jìn)度，對于開采之前的水文地質(zhì)探測意識不在意。因此這一環(huán)節(jié)缺少各方面的支持，使用的設(shè)備也相對比較陳舊，應(yīng)用的技術(shù)也是不夠水平的，沒有辦法起到有效率的輔助，不能按時對技術(shù)進(jìn)行思考，實施不會進(jìn)行更換，因此創(chuàng)新性的理念更加不會被應(yīng)用。這就會造成在探測過程中，水文地質(zhì)取得的信息不夠精準(zhǔn)，不能有效地進(jìn)行參考，影響以后在開采工作的進(jìn)行。

在設(shè)備技術(shù)方面會受到一些客觀方面的制約。主要體現(xiàn)在礦區(qū)的水文地質(zhì)探測時使用方法較少，設(shè)施老舊，技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。對待新的技術(shù)、新的知識不愿意接受，對于目前的理念比較固執(zhí)，忽視改革。在這種形勢下，很多創(chuàng)新型的技術(shù)沒有機(jī)會在礦區(qū)的水文地質(zhì)的探測中去運(yùn)用，更加沒有辦法廣泛傳播。

礦區(qū)工作本身是一項具有難度的工作，而且包含的任務(wù)也很多，相比其他工作和水文地質(zhì)探索比較，具有工作時間長、工作強(qiáng)度大的特點。水文地質(zhì)探測是為了獲取準(zhǔn)確的信息作為工作參考，因此在使用設(shè)施方面應(yīng)該重視。目前經(jīng)濟(jì)方面的矛盾逐漸明顯，對于礦區(qū)水文地質(zhì)的探測重視也比較弱，探測工作的市場變得小了，僅僅依靠這些工作的人無法得到有利的回饋，導(dǎo)致一部人員轉(zhuǎn)移到其他行業(yè)，造成人才流失。另外目前探測的難度再升級，工作人員得不到與難度相匹配的酬勞，這使這個行業(yè)無法吸引年輕人選擇在這方面就業(yè)，這些是目前礦區(qū)缺少工作人才的基本因素。

并且礦區(qū)的水文地質(zhì)研究活動主要是針對地下水的運(yùn)動狀態(tài)，因為觀測目標(biāo)處于地下，所以有著很高的觀測難度。即使觀測出了水位的高低，但地下水的狀態(tài)會隨時改變，礦區(qū)的開采也會對其造成影響，很有可能在短時間內(nèi)低下水位就產(chǎn)生了巨大的變化，如果不能提前預(yù)測到水位的變化，就會對礦區(qū)開采的過程帶來巨大的安全問題，不能有效地避免開采過程中被地下水淹沒的危險、而且對一些巖層的含水量并不能進(jìn)行有效的估值，一旦含水量超過了安全值，爆破后因為水壓的變化人為方法根本無法進(jìn)行有效的控制，很容易就出現(xiàn)水層突水的情況，直接會對礦區(qū)開采的安全造成威脅，影響開采的進(jìn)度，甚至可能會導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害。

2 礦區(qū)水文地質(zhì)中長期發(fā)展的優(yōu)化

2.1 加強(qiáng)探測重要性意識

首先從管理人員方向切入，不斷強(qiáng)化管理人員的意識層面的認(rèn)知，這樣就會起到帶頭作用，對于水文地質(zhì)探測工作順利進(jìn)行有著重要影響。如果要實現(xiàn)這種意識養(yǎng)成，礦區(qū)開采方應(yīng)該注重這項學(xué)習(xí)，利用宣傳機(jī)構(gòu)進(jìn)行思想普及，養(yǎng)成思想，讓探測任務(wù)順利進(jìn)展，要讓工作人員明白水文地質(zhì)探測工作是十分重要的。這種思想應(yīng)該從日常工作抓起，逐漸強(qiáng)化到管理層面，意識要真正進(jìn)入到工作人員的大腦中。另外還要注重管理人員在綜合素質(zhì)的考量，對于管理人員在技術(shù)操作方面的熟練多關(guān)注。比較普通的理解做法就是定期實行技能和意識的培訓(xùn)，在進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)后，設(shè)置一些考試，重視考試結(jié)果，設(shè)立一些獎罰制度，嚴(yán)格按照制度進(jìn)行執(zhí)行，這樣就能夠極大地提升工作人員的學(xué)習(xí)，讓他們更加積極主動，達(dá)到理想的培訓(xùn)效果。實施這樣的措施，不但對管理人員的管理能力有所幫助，還可以加強(qiáng)工作人員的責(zé)任感，讓技術(shù)掌握得更加熟練，也能夠有效地提升員工對探測的水平。這些因素對于水文地質(zhì)探測工作能夠順利發(fā)展有著重要的作用，因為雖然目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但是在探測工作中，許多的工作內(nèi)容主要是需要由專業(yè)的相關(guān)人員來完成的。

2.2 加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步

從工作的流程中可以看出，水文地質(zhì)的探測工作進(jìn)行的主要用途是對于地下水的各個信息進(jìn)行詳細(xì)了解，因此對于技術(shù)方面的更新進(jìn)步是至關(guān)重要的。開采礦區(qū)和地下水之間有著密切關(guān)系，如果對于地下水的分布情況沒有了解，這樣直接展開工作，很容易影響工作進(jìn)程，甚至出現(xiàn)安全問題。地下水的分布觀測得到之后，能夠準(zhǔn)確地繞開這些水源地點，有效地開采資源，對自然環(huán)境的保護(hù)有一定作用。引用技術(shù)方面，可以運(yùn)用口徑比較大的基層潛孔錘。這個新技術(shù)的運(yùn)用能夠加大挖掘的直徑，深度也會比傳統(tǒng)深，而且這項技術(shù)會使工作內(nèi)容更加具有完整性，使用方法也是符合常規(guī)的。另外根據(jù)不同的地點水文地質(zhì)不同，選用管內(nèi)管外進(jìn)行分層止水的技術(shù)，這項技術(shù)有效地把抽水過程進(jìn)行分層，而且與沖水可以同時進(jìn)行，大大提高了工作的效率。另外傳統(tǒng)技術(shù)要合理應(yīng)用，與新興技術(shù)相結(jié)合，有利于原始技術(shù)的保留，新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。在礦區(qū)的開采中，不能每一個地方都應(yīng)用同一個方法解決，應(yīng)該根據(jù)客觀情況，進(jìn)行全面客觀地逐步分析，保證在開采的過程能夠精準(zhǔn)運(yùn)用技術(shù)操作。

2.3 加強(qiáng)對專家學(xué)者的重視

近年的發(fā)展中，我國研究地質(zhì)的專業(yè)人士以及工作人員對礦區(qū)的發(fā)展嘗試過許多的工作，因為探測出的許多理論信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于多年的經(jīng)驗，而且相對大眾的例子比較少，這就使專業(yè)人員為了工作需要，變成了經(jīng)驗開拓者，這樣會缺少時間上的數(shù)據(jù)和完備的理論上的幫助，導(dǎo)致工作人員的水平并沒有精進(jìn)，而整體進(jìn)程出現(xiàn)了尷尬的處境。缺乏系統(tǒng)性的描述和實際的案例，沒有到達(dá)可以易于理解的程度，水文地質(zhì)模擬的實驗技術(shù)不斷進(jìn)步，因此相關(guān)的學(xué)者是有必要用更多的精神去學(xué)習(xí)的。目前來講，水文地質(zhì)研究依然缺乏通過實驗得出的數(shù)據(jù)，這就需要關(guān)注專業(yè)的水文地質(zhì)，提升我國在礦區(qū)發(fā)展的進(jìn)程。技術(shù)操作人員與工作存在直接關(guān)系，在水文工作中，專業(yè)的分析員是此項工作中的重點人員。對此提高水文地質(zhì)工作人員的水平是不可缺少的。研究過程中，相對專業(yè)的工作人員能夠有效地減少安全問題產(chǎn)生，在工作時同樣需要工作人員進(jìn)行采集信息的工作，進(jìn)行定期采集，對于情況的準(zhǔn)確研究有幫助，為以后的開采工作提供了一定保障，維護(hù)了工作的平穩(wěn)進(jìn)行，因此應(yīng)該加強(qiáng)對專家學(xué)者的重視。

2.4 研究深度需要加強(qiáng)

近些年，我國發(fā)現(xiàn)了一些具有探測意義的礦區(qū)，給礦資源的可發(fā)展性帶來了希望。我國對于大多數(shù)礦區(qū)評估范圍大約起始在五百米，終端到兩千米。其中一部分的礦區(qū)已經(jīng)對一千五百米的資源進(jìn)行了探測。近年來，開采過于頻繁引發(fā)了我國的淺部礦產(chǎn)資源產(chǎn)生大量下降趨勢，而由于西部地區(qū)交通的不便以及開采環(huán)境極其艱難，對于開采有所阻礙。因此，為了跟上我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的步伐，我國探測的礦區(qū)將會逐漸加強(qiáng)深度，深入資源開采的力度，目前關(guān)于深度探測技術(shù)仍然存在一定問題，因此部分現(xiàn)實工作無法順利展開，對此加快對于礦區(qū)的水文地質(zhì)在深部的探究，注重技術(shù)水平的提高，對于礦區(qū)資源的有效開發(fā)有重要意義。開采過程的問題很多情況下是覆蓋著的巖石出現(xiàn)斷裂，或者巖石位置下沉，導(dǎo)致改變了含水層的構(gòu)造。研究含水層構(gòu)造變化的方法有很多，經(jīng)常用到的比如現(xiàn)場觀察變異情況，運(yùn)用物理原理模擬實驗情況，這些都可以輔助研究加強(qiáng)。模擬實驗的主要工作是規(guī)定好工作面的地面標(biāo)準(zhǔn)高度和工作面的標(biāo)準(zhǔn)高度，從而得出埋藏的深度等。

2.5 水文地質(zhì)技術(shù)設(shè)施發(fā)展前途光明

伴隨著經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展，設(shè)施制度的有效制定，有利于礦區(qū)的可觀發(fā)展。最近這幾年，無論是國家還是專業(yè)人士，對于創(chuàng)新技術(shù)設(shè)施的研究越來越值得關(guān)注，政府針對新的技術(shù)設(shè)施創(chuàng)造也進(jìn)行了一系列的鼓勵，即使礦區(qū)水文地質(zhì)的研究工作有著層層的困難，我國的礦區(qū)水文地質(zhì)研究可能會遇到大大小小的問題，相關(guān)工作人員依然對此提出了不錯的想法，堅持要達(dá)到高效的水平。因此，以后的礦區(qū)發(fā)展進(jìn)程，會更加注重對于創(chuàng)新設(shè)備的研發(fā)和引進(jìn)，讓我國在設(shè)施方面以及技術(shù)的專業(yè)水平層面，都是屬于領(lǐng)先的，未來的歲月里，我國的礦山水文地質(zhì)問題會對使用設(shè)施進(jìn)行更高要求，創(chuàng)立一個屬于我國的水文地質(zhì)技術(shù)和設(shè)施加速發(fā)展的高光時刻。因此為了達(dá)到研究方向?qū)儆谑澜缜胺降陌l(fā)展，相關(guān)人才的努力學(xué)習(xí)以及團(tuán)隊的付出都是可貴的。伴隨著經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展，地下水的有效信息，以及礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境。

2.6 進(jìn)行地質(zhì)研究，注意生態(tài)安全

在礦區(qū)的水文地質(zhì)探究中，與生態(tài)環(huán)境融合進(jìn)行探究是研究發(fā)展的主要方式。目前礦區(qū)發(fā)展時空里，只要開發(fā)了礦產(chǎn)，那么生態(tài)環(huán)境基本就會受到影響，因此開采的工作對于生態(tài)安全會產(chǎn)生非常大的影響。礦區(qū)中的主要生長的植物，是利用地下水的成分吸收養(yǎng)分的，所以一旦水資源產(chǎn)生變化，那么將會嚴(yán)重影響到植物的生長。通過許多實驗可以看出，開采不僅會使地表的外貌產(chǎn)生變化，還會增大含水層的滲透能力，這些對于礦區(qū)潛在水資源的流動研究有著有利影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，開采的過程是一個富有動態(tài)化的進(jìn)程，因此覆蓋在巖石表面的滲透能力也是會變化的，覆蓋在巖石上的滲透能力會隨著力產(chǎn)生的場強(qiáng)改變而改變，滲透性很好的可以變成滲透性能差的，無滲透力的也可以變成利于傳導(dǎo)水分的巖石體。地下水的持續(xù)性供應(yīng)是因為受到大氣環(huán)境的影響，因為與水氣進(jìn)行垂直的滲透作用，因此風(fēng)化帶的地下水一般會進(jìn)行側(cè)面提供形式，不同的地質(zhì)層有石灰礦存在，這會與地下滲透的水資源一同為其提供合適的環(huán)境。因為比較大型的水文地質(zhì)擁有的地下水流動時，會和地面的山坡變化形式一樣，所以地下水不斷地將多出來的水排到一些山溝里。受到整體氣候影響，所以影響地下水的還有氣候問題。

2.7 融入信息化研究，減少偏差

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,信息化時代發(fā)展起來，計算機(jī)的應(yīng)用和信息工程在人們生活中的分量越來越多。比如目前流行的3S技術(shù)，它第一種是RS，第二種是GIS，第三種是GPS，它的功能主要是把地球數(shù)據(jù)整合，這樣有利于對礦區(qū)水文地質(zhì)進(jìn)行全面研究。我們可以通過所有的數(shù)據(jù)整合而形成的數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用第二種技術(shù)進(jìn)行對水文地質(zhì)在空間上研究，針對管理進(jìn)行分析。獲取礦區(qū)水文地質(zhì)在每一個界限位置的位置分布，找出特征，對以前的水文地質(zhì)的整體評價進(jìn)行整改。地下水的探測情況一直是比較不足的，應(yīng)該提升工作力度，合理運(yùn)用好模型，令地理的環(huán)境和第二種技術(shù)的環(huán)境通過總體構(gòu)成安排，進(jìn)行有利的整理合并，形成豐富的構(gòu)成，打破以前簡單的模式，提升了對于礦區(qū)在水文地質(zhì)上的有效探究。這種研究不僅可以對古老的水文地質(zhì)探究做出改動，還可以對今后的科學(xué)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。研究數(shù)據(jù)時，比如復(fù)雜成分含量等，可以運(yùn)用格拉布斯檢驗的方法，進(jìn)行多次數(shù)據(jù)采集，分析偏差程度，得到不同樣品多次檢查數(shù)據(jù)沒有異常的情況，那么則說明方法的重復(fù)性好，準(zhǔn)確度高。在信息化的背景下，礦區(qū)水文的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)了一個嶄新的方向。因此信息的時代利用，對于水文地質(zhì)起著不可估量的作用。

3 結(jié)論

通過研究目前水文研究進(jìn)展出現(xiàn)的問題，分析出礦區(qū)水文地質(zhì)中長期發(fā)展的優(yōu)化對策，加強(qiáng)對水文地質(zhì)的深入研究，尤其是信息化的創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，可以為之后的開采降低壓力，結(jié)合生態(tài)安全環(huán)境進(jìn)行地質(zhì)研究，有效促進(jìn)礦區(qū)的工作進(jìn)程。在今后的發(fā)展中，解決水文地質(zhì)工作中遇到的問題，提升我國采礦行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。