王伟
新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队 新疆 833000
摘要:矿区水资源保护和矿井防治水贯穿整个矿区。矛盾的问题通过不断的组合,给矿区水文地质学带来新的发展机遇,需要通过新的实践理论和操作技术来推动。这有利于促进矿区水文地质研究的步伐,实现矿产资源的可持续利用。通过对矿区水文地质现状及存在问题的研究和分析,找到更有效的方法来促进矿区的发展。
关键词:矿区水文地质;研究进展;中长期发展方向;
由于我国地理环境的影响导致我国矿产资源的水文地质条件具有非常复杂的特点,而且随着矿产资源的开发,尤其是在开发深度以及开发强度、规模等方面的增加,水文地质灾害对矿产资源的影响越来越大,矿山水文地质问题越来越复杂值得注意的是,矿井水文地质学科仍然存在许多问题急需我们投入更多的精力和时间展开研究。矿区水资源保护和矿山防治水这两个互相矛盾又紧密联系的问题给传统的煤田水文地质学带来了更多的挑战和机遇,迫切需要新理论、新技术的发展。
一、矿区水文地质特征
1.地下水赋存特征。通过对底层的岩性、含水介质以及水理性质进行科学的分析我们得知矿区内部的地下水主要由松散岩类孔隙水、碎屑岩类基岩裂隙水以及碳酸盐岩岩溶裂隙水三部分组成,其中碎屑岩类基岩裂隙水则主要由风化基岩裂隙水、断裂构造含水带以及构造裂隙水三个部分组成,而在这三个组成部分中,其中风化基岩裂隙水的含水量是相对比较频发的,而断裂构造中对矿区内的冲水量有直接影响的部分就是矿区内发育于寒武系下统王音铺组与震旦系上统皮园村组层间的滑脱断裂带,其在钻孔进行揭露时通常回传呈现出高水头的特征,承压水头的高度则控制在+0.17--+4.92米之间,其中最高能够达到10多米,自流量也能够达到0.02-15.0升/秒。而构造裂隙水根据区域资料显示,其单位的涌水量达到了0.048-0.577升/秒·米,通过矿区ZK30-2钻孔抽水试验单位涌水量为0.248升/秒·米,其具有弱-中等富水性的特点。
2.地下水补给、径流、排泄特征。通常情况下该区域的地下水主要是通过大气降水以及地表的径流来进行补给的,而且顺应该区域的地形呈现出由高向低倾斜,同时在地形的切割处或者在低洼的地方通常是以散流或泉的形式排泄于地表。该区域是矿区内部的地下水的主要富集区域,而且区域带内的地下水大多具有很强的承压性,由此可以在很大程度上增加了上伏区域的含水岩层的富水性。
3.矿床最低侵蚀基准面与矿井最低排泄面标高。在矿区内部的两个沟谷的流向是自北向南的,并且流出矿床的最低排泄标高是147米,这个标准是属于矿床的最低侵蚀基准面的标高。钒矿体赋存的标高为-10~+253米,而且大多数的矿体都位于矿床最低侵蚀基准面以下。同时根据矿区内部的地形以及水文资料研究得知其矿井的最低排泄面的标高是150米左右。
三、矿区水文地质研究目前的进展以及遇到的问题
在大数据的背景之下,矿区水文的地质研究已经来到了一个新的发展阶段。但在矿区水文地质研究中我们也存在着些许的问题,这些问题直接的抑制了我们对矿区水文地质的研究,也就间接的减缓了开采矿区的进度,从而导致采矿业发展缓慢,一直没有有效的突破。首先是地下水在运动状态下,我们无法对其动态进行很好的观测和把握。这就让我们无法推测出什么时候它是高水位,什么时候它是低水位。不能有效的排除在开采矿区时被地下水淹没的危险。其次是对某些岩层的含水层的爆裂漫水情况掌握不精准。一旦含水层厚度和深度达到了一定量,水压产生了变化,大小摇摆不定,人为无法控制,加之水量分布不均匀,就很容易出现含水层突水的问题,对采矿区的开采造成威胁,甚至可能发生地质危害。再次是科学人员无法对采矿区的地质构造进行完全的把握。
最后是对矿区水文地质条件的整体与部分的关系不能很好的定性。整体中采矿地区的含水量,流向和部分中的各支流流量的拿捏不是很到位,认识的还不够充分。这也给防水,排水,治水的工作带来了难度。
四、矿区水文地质研究遇到问题的解决措施
矛盾的普遍性与矛盾的特殊性,对于在矿区水文地质研究种出现的问题也可以用这个哲学道理来说明。首先,我们要懂得因地制宜,遵循其客观发展规律。中国国土面积这么大,不可能每一个地方都用同一个理论,同一个思想进行指导。要同时运用宏观与微观对当地矿区水文地质条件进行全面客观的分析、调试,做出相应的正确判断。其次是逐步提高分析矿区水文地质条件的工作人员的科学文化素质和思想道德素质。在开采矿区时,都会有专业分析矿区水文地质条件的工作者进行一段时间的观察分析。如果这个时候,进行分析的工作人员不能重视这个问题,得过且过,那就必然会给矿区在进行开采时留下安全隐患。一旦因为这个原因导致认识不足,使得矿区在完全可以避免发生危险时而发生了危险,那么分析者将会受到法律的严惩。最后是要加强对矿区水文地质边界的掌握情况。工作人员要定期的进行观察,分析,以保证在开采矿区前,精准的安装防水,排水,治水的基础设施,进行防治。
五、关于矿区水文地质研究的发展方向
1.深部矿区水文地质研究有待加强。根据对我国大部分地区的矿区进行地下500米至2000米以下的资源含量评估,部分固体矿产资源探查已经深入至1500米。由此可见,在之后的几年内,我国东部部分矿区将会逐渐加深地下资源的开采深度。但目前情况下,有关于深部水文地质的研究工作大大落后,导致深部矿产资源开发工作无法顺利进行,因此,对于深部矿区的水文地质研究需要加快进程,不断提升研究技术以此促进深部矿区资源的有效开发。
2.水文地质研究与生态环境安全。在矿区水文地质研究中,将其与生态环境安全相结合是研究的主要发展方向。在现阶段矿区开发中,矿产的开发与生态环境无法共存,开采工作对生态环境在一定程度上造成了无法挽回的影响。而地下水是矿区中生态植物生长的主要养料,水资源的变化会对其产生直接影响。对地下水文地质与地表生态系统相结合进行研究是对两者的双重保护分析,有利于对矿区水文地质与环境的双向发展。
3.加强专家学者的重视度。多年来,我国相关地质学家与专业矿区工作人员共同对矿区水文地质进行了大量的研究,但由于理论数据大于时间经验,且普遍案例较少,导致技术人员因作业需要成为了经验的开发者,缺乏时间数据与系统理论的支持,工作人员在操作中止步不前,使得互相作用下陷入两相为难的境地。而目前的水文地质研究技术仍缺乏实验模拟数据的支持,这需要专业的水文地质高度重视,以加强我国矿区开采的发展进度。
4.矿区水文地质相关技术设备研发前景广阔。近年来,国家开始愈加重视对于高精尖技术装备的研发,提出了一系列关于创新发明的鼓励政策,在面对困难重重的矿区水文地质研究工作时,同样提出了更为高效的要求。由此可见,在之后的矿区发展中,会以为高端的水文地质研究设备的引进而快速发展,无论是在专业技术方面还是设施设备中,都处于世界领先,大力推动矿区水文地质工作的发展,从而有效提升我国矿区开采业的技术水平。
总之,随着经济与科技的不断发展提高,我国采矿业的技术也愈加纯熟,但对于矿区水文地质的研究仍是需要矿区管理人员与作业人员不断加强与深化的。作为矿区采矿工作的直接影响因素,加强对水文地质的研究,能够有效为之后的作业情况减轻负担,高效促进矿区采矿工作的进程。通过与实际研究相结合,分析找出更为适合与科学合理的方式进行研究,终能够改变水文地质所造成的作业困难,促进我国采矿业的可持续发展。
参考文献:
[1]赵军应.关于矿区水文地质研究进展及中长期发展方向.2019.
[2]张显涛.浅谈矿区水文地质研究进展及中长期发展方向.2020.