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摘要:我国矿业发展很快,世界排名也处于领先地位。随着科学技术的不断发展,采矿作业环境日趋优化。但是,目前仍存在诸多安全隐患,其中之一就是矿区水文地质问题。本文以“矿区水文地质研究”为重点,介绍其基本含义、存在的问题及对策,以及目前我国矿区水文地质研究的成果。同时,展望未来,探索未来的长远发展方向。
关键词:矿区;水文地质;研究进展;长期发展方向;
前言
矿区水资源保护和矿山防治水问题贯穿整个矿区作业,这两个矛盾问题通过不断的组合,给矿区水文地质带来了新的发展机遇,需要利用新的实践理论和操作技术来促进矿区水文地质的发展。这将易于加快矿区水文地质研究的步伐,实现矿产资源的可持续利用。通过研究和分析矿区水文地质现状和实际问题,可以找到进一步促进矿区发展的有效途径。
1分析矿区及其水文地质的基本含义
众所周知,矿区主要是指已经开采过或者是现在正在开采,又或者是将要开采的含有各种金属元素如铁,锰,铬,钛等的区域。而矿山水文地质条件在对矿区进行开采时,是一项需要进行重点研究的自然因素。它主要指的是在对矿区进行开采时,在进行测试分析当地及附近的水文情况后,在通过具体的基础设备进行有效的供给、外排,以及防治等,从而充分了解地下水的活动状态、位置、补给和排泄方式。
2主要研究地下水的补给、排泄与径流方面
2.1地下水补给方式多样化
例如在南方地区经常可以看到的大气降水补给,其主要的来源是降雨、降雪;农民在给庄稼浇水时,倘若水渠渗漏,也能够给地下水补给;此外,在雨季时,水量增加,水位升高的河流、湖泊和海洋的地表径流补给。
2.2地下水排泄方式
通常地下水排泄方式有两种,一种是径流排泄,另一种是蒸发排泄。盐分是否随着排泄而流失是这两种排泄方式最主要的区别。众所周知,泉水的喷出就是径流排泄的一种。上述文章中我们对地下水的补给方式进行了研究,其中一种方式---江河湖海的补给。而现在要进行调换它们的位置,倘若地下水给河流、湖泊,及海洋进行补给了,则就是另一种地下水径流排泄方式。
3分析矿区的水文地质、环境地质及工程地质
3.1矿区的水文地质及环境地质
通常情况下,矿区处于海拔比较低的地区,矿区的地质构造相对较复杂。一般,比较适合进行大型矿区开采的地方是断裂层少的地方。倘若环境地质不允许,则不能进行大型作业,防止产生岩层崩塌。
3.2矿区的水文地质及工程地质
工程地质是研究矿区的土层的,水文地质是研究矿区的地下水的。工程地质与水文地质的关系如何?第一,地下水的水压及水位的稳定性比较弱,地下水水位及水压的变化会对地表的建筑物和岩层造成影响。因为研究岩土层的是工程地质,所以工程地质在很大程度上关系着建筑物质量的好坏。
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4关于矿区水文地质的研究
4.1现阶段矿区水文地质研究的进展及出现的问题
现如今,随着经济的快速发展,中国相关的矿区水文地质研究进入了新的阶段。但是,在此过程中出现了很多的问题,这些问题的出现严重影响了矿区水文地质的研究进展。同时,阻碍了矿区开采的进行,无法实现知识采矿业的突破性进展。
第一,地下水,在测量地下水时,对地下水的流速、流向状态等现状不能精准确定出,对其高水位和低水位时期也不能精准地判断出,不能防止在开采时被淹的安全问题。
第二,含水层,在将技术与仪器设备进行融合的条件下,仍然不能精准地掌握地下岩层的含水层。当含水层水量符合一定标准量,人为不能平定水压的不稳,并且水体分布不平衡,加大了出现突水的几率,严重的威胁了矿区开采的安全性,甚至会产生地质危害现象。
4.2解决其出现问题的有效对策
第一,解决问题的根本在于因地制宜,对水文地质发展的客观情况进行遵循。在我国采矿区不计其数,各个地方的各个方面如气候、环境,及地形等各不相同,所以应结合实际采矿区的具体情况,进行微观调整矿区水文地质的实际条件,以获取更加充分的研究成果,找出最佳的解决对策。
第二,防止情况出现的关键因素是操作人员,与研究工作有直接关系的是技术操作员,而水文工作研究的重要人员则是专业分析员。所以有必要对水文地质相关工作人员的综合素质、道德修养及专业技能进行不断加强。在研究过程中,能够直接防止安全隐患存在的人员是技能专业的操作人员,同时还能提前防控后期的矿区开采工作,保证后期工作人员的人身安全。所以应加以警惕。
第三,不但要了解和掌握矿区区域内的地下水文情况,如精准掌控矿区周围边界的情况等,还需要工作人员在作业时,定期采集地下水文情况的信息,以分析研究其情况,以保障在开始开采工作之前,全面做到了设施装备的充分安装,有效防治水文地质。
5分析矿区水文地质研究的长期发展方向
5.1迫切加强深部矿区水文地质的研究
2008年,国土资源部发布了《关于促进深部找矿工作指导意见》,到2020年,发现了一批具有宏观影响的深部矿床,极大地增加了现有矿山连续资源的储量,显著提高了矿山的使用寿命。此外,通过科学评价主要成矿带地下500-2000米深部资源潜力,重要固体矿产工业矿体的勘探深度已达到1500米。可以预测,未来20年,我国东部许多矿井将逐步开发矿产资源的深度可达1000-1500米。现如今,深部水文地质研究的落后已经对深部矿产资源的开发造成了严重的影响,应亟待加强:深部矿区水文地质研究提供了相应的技术和理论支持。
5.2生态环境安全与水文地质研究
研究矿区水文地质的重要发展方向是将矿区水文地质的研究与生态环境安全全面融合。在目前矿区开发中,不能与生态环境共存,在很大程度上矿区开采工作对生态环境造成了无力回天的影响。而在矿区中,地下水时生态植物生长的关键养料,生态植物的生长直接受到水资源变化的影响。对两者的双重保护分析是对地表生态系统与地下水文地质相融合进行的研究,易于两者的双向发展。
5.3专家和学者应重视研究矿山水文地质试验技术方法
针对矿山水资源防治和保护等问题,中国水文地质学者及有关技术人员进行了诸多的研究,但系统阐述及实例列举严重缺乏,言简意赅的程度不够,相反,由于具体问题,矿山技术人员被推到了前面,矿山水文地质物理模拟难度大,涉及面少,而矿山水文地质数值模拟不易理解,其主要的原因在于缺乏大量的现场数据支持,逼真度拟合已失去了矿山工作人员的信任,本应占据关键地位的矿山水文地质试验已陷入尴尬境地。目前,大规模水文地质模拟试验技术和方法特别落后,相关学者投入大量精力和时间开展相关研究迫在眉睫。
5.4相关技术设备广阔的研发前景
现如今,我国对高精尖技术装备的研究和开发越来越重视,对相关的创新发明提出了诸多的支持和鼓励政策,针对矿区水文地质研究工作的困难,提出了更有效的要求。因此,在未来矿区发展中,我们认为引进高端水文地质研究设备,将在专业技术和设施上引领世界,积极促进其工作的发展,从而对我国矿区开采业的技术水平进行有效提升。
结束语
总而言之,中国的经济在不断地发展,科技在不断地进步,在各方面的研究也在不断地深入,在研究矿区水文地质中可能会出现各样的问题及困难,但是只要我们尽最大能力去突破,对上述方式进行有效运用,敢于面对挑战,就能取得显著的进展,突出我国的魅力。
参考文献
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论文作者:杨春彪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/17
标签:水文地质论文; 矿区论文; 地下水论文; 矿山论文; 径流论文; 发展方向论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;