近期，由天津華北地質(zhì)勘查局五一七大隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱：五一七隊(duì))完成的云南彝良馳宏毛坪鉛鋅礦注漿帷幕治水項(xiàng)目通過了中國(guó)工程院院士武強(qiáng)領(lǐng)銜的國(guó)內(nèi)水文地質(zhì)和防治水專家組的驗(yàn)收。強(qiáng)巖溶、高承壓、大涌水而“作惡”多年的礦山水害問題得以解決，項(xiàng)目涉及技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。驗(yàn)收通過的消息傳來，五一七隊(duì)和整個(gè)天津華北地質(zhì)勘查局一片歡騰，這是他們用水文地質(zhì)核心技術(shù)助力我國(guó)礦業(yè)開發(fā)的又一次成功。

云南彝良毛坪鉛鋅礦帷幕注漿工程

礦山水害是世界采礦業(yè)的攔路虎，人類為此付出了極大的生命、物質(zhì)和時(shí)間代價(jià)。五一七隊(duì)的核心使命是為探礦開礦保駕護(hù)航，解決強(qiáng)巖溶、高承壓、大涌水等礦山水害問題。自1953年成立以來，五一七隊(duì)牢記核心使命，堅(jiān)守礦業(yè)勘探國(guó)家隊(duì)意識(shí)，堅(jiān)持以水文地質(zhì)核心技術(shù)立業(yè)，把服務(wù)“開發(fā)礦業(yè)”戰(zhàn)略需求作為立身之本，始終堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，在礦區(qū)水文地質(zhì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了五次歷史性技術(shù)飛躍，為我國(guó)的礦產(chǎn)資源開發(fā)和地下水害防治作出了貢獻(xiàn)，在國(guó)內(nèi)外采礦治水領(lǐng)域創(chuàng)下了響亮的中國(guó)品牌，成為產(chǎn)業(yè)一線實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的典范。

第一次飛躍：20世紀(jì)60年代，首開利用大口徑鉆孔進(jìn)行多孔抽水試驗(yàn)的先河

20世紀(jì)50年代和60年代初期，礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作僅限于礦床地段，在一些小口徑抽水孔，進(jìn)行小水量、小降深的單孔抽水試驗(yàn)，采用穩(wěn)定流解析法或比擬法預(yù)測(cè)礦坑涌水量，所提交的報(bào)告往往不能真實(shí)反映客觀情況。

五一七隊(duì)認(rèn)識(shí)到，“以點(diǎn)帶面”獲得的數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件的片面性認(rèn)識(shí)，于是利用紅星-300型水井鉆機(jī)，開啟了大口徑抽水試驗(yàn)的新篇章。此類試驗(yàn)結(jié)合比擬法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、地下水動(dòng)力學(xué)法等多種計(jì)算方法，顯著地提高了礦區(qū)水文地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)的準(zhǔn)確度。特別是1967年在礦山村-西石門-鎖會(huì)聯(lián)合進(jìn)行的大型抽水試驗(yàn)，不僅驗(yàn)證了大口徑抽水試驗(yàn)的有效性，還為礦區(qū)水文地質(zhì)勘探提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)的礦坑涌水量預(yù)測(cè)和水資源管理提供了科學(xué)依據(jù)。這一創(chuàng)新舉措在當(dāng)時(shí)引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，也為我國(guó)礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展樹立了新的里程碑。

第二次飛躍：20世紀(jì)60年代后期，首次應(yīng)用大流量、大降深、長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)性群孔抽水試驗(yàn)方法研究地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律

20世紀(jì)60年代末，安徽姑山鐵礦在施工初期為流砂所困，被迫停產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)10年之久。面對(duì)外國(guó)專家認(rèn)為“比海底撈月還難”的流砂疏干難題，五一七隊(duì)老一輩水文地質(zhì)專家不懼困難，勇于創(chuàng)新，利用“地下水的越流滲透理論”，通過大流量、大降深、長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)性群孔抽水實(shí)驗(yàn)，提出了對(duì)流砂層之下第四紀(jì)底部強(qiáng)含水層(砂礫卵石層)進(jìn)行疏干、以降低上部地層高壓水頭，從而消除流砂層中的“殘余水頭”、達(dá)到間接疏干流砂層的方法，保證了露采邊坡的穩(wěn)定。

這一創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用使姑山鐵礦得以重新啟動(dòng)生產(chǎn)，為國(guó)內(nèi)解決類似問題創(chuàng)造了先例，也為五一七隊(duì)在水文地質(zhì)核心技術(shù)領(lǐng)域插上了騰飛的翅膀。后來，這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用到邯邢鐵礦田、冀東鐵礦田等資源基地。在河北邯邢鐵礦田中關(guān)礦區(qū)進(jìn)行的抽水試驗(yàn)中，共布設(shè)了65個(gè)鉆孔，持續(xù)抽水24天，其降落漏斗影響范圍擴(kuò)展到10公里外的北洺河，為清晰認(rèn)識(shí)邯邢資源基地的水文地質(zhì)條件提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)一步夯實(shí)了五一七隊(duì)在礦山地下水研究方面的領(lǐng)先地位，也標(biāo)志著中國(guó)在礦山地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究方面取得了重要進(jìn)展，為此后的礦區(qū)水文地質(zhì)勘探工作指明了方向。

第三次飛躍：20世紀(jì)70年代中期，首次提出“塊段解析法”并逐步采用數(shù)值模擬法預(yù)測(cè)礦坑涌水量

20世紀(jì)70年代中期，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，無法將描述地下水系統(tǒng)狀態(tài)的連續(xù)函數(shù)在時(shí)間、空間上離散化，無法對(duì)數(shù)學(xué)模型收斂方程進(jìn)行迭代求解，無法處理降水入滲量與河流滲漏量等邊界挑戰(zhàn)。五一七隊(duì)的水文地質(zhì)專家們成功摸索出了一套名為“塊段解析法”的新技術(shù)，解決了地下水在地層中的不均一性問題，豐富了礦山涌水量預(yù)測(cè)方法。

70年代末期，在河北地質(zhì)大學(xué)(原河北地質(zhì)學(xué)院)的支持下，五一七隊(duì)在處理邯邢地區(qū)南洺河、北洺河、玉石洼、王窯、中關(guān)五大鐵礦地下水聯(lián)合疏干水量計(jì)算時(shí)，首次將地下水系統(tǒng)的多種影響因素納入數(shù)值模型，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬法在水文地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用的先河。在冀東馬城鐵礦水文地質(zhì)勘探項(xiàng)目中，五一七隊(duì)利用這一方法，對(duì)基巖裂隙含水層和砂礫卵石含水層等復(fù)雜水文地質(zhì)問題進(jìn)行了深入研究和處理，效果良好。技術(shù)不僅提高了礦坑涌水量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，也為我國(guó)礦產(chǎn)資源的科學(xué)開發(fā)及利用提供了有力支撐。

第四次飛躍：20世紀(jì)80年代，首次將系統(tǒng)理論應(yīng)用于礦區(qū)水文地質(zhì)領(lǐng)域

80年代末，五一七隊(duì)以中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司水文地質(zhì)中心的名義完成的《邢臺(tái)百泉巖溶水系統(tǒng)報(bào)告》，創(chuàng)造性地提出了地下水補(bǔ)給系統(tǒng)、傳導(dǎo)系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)等概念，豐富了水文地質(zhì)學(xué)的理論體系。

五一七隊(duì)對(duì)邯邢地區(qū)百泉巖溶地下含水系統(tǒng)特征以及地下水流動(dòng)和傳導(dǎo)系統(tǒng)的特性研究成果，成為《中國(guó)北方巖溶水資源的預(yù)測(cè)、利用與管理研究》的重要組成部分，為我國(guó)北方國(guó)土規(guī)劃和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的宏觀決策提供了科學(xué)依據(jù)。該成果于1992年獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

21世紀(jì)初期，五一七隊(duì)提出的水文地質(zhì)系統(tǒng)理論，推翻了前人“(山西)原平盆地為地下水超采區(qū)”的論斷，且為山西晉北鋁廠找到了理想的供水水源地，助力山西省“煤、電、鋁”向“鋁、煤、電”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標(biāo)。

目前，五一七隊(duì)已將先進(jìn)的水文地質(zhì)理論應(yīng)用于國(guó)際資源基地，足跡遍布非洲、南美洲、東南亞近50個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

第五次飛躍：2010年，首次將礦區(qū)水文地質(zhì)勘探技術(shù)延伸至礦山防治水領(lǐng)域

進(jìn)入21世紀(jì)的第一個(gè)十年，五一七隊(duì)首次將礦區(qū)水文地質(zhì)工作拓展至礦山防治水全產(chǎn)業(yè)鏈條。在邯邢鐵礦資源基地，五一七隊(duì)實(shí)施了國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的中關(guān)鐵礦特大型止水帷幕工程，帷幕堵水率85%，創(chuàng)造了單排深孔對(duì)整座礦山帷幕止水的世界紀(jì)錄。五一七隊(duì)提出大流量深層基巖地下水回灌技術(shù)方案，首次在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了大水礦山開采時(shí)地下水資源的地表零排放，在保護(hù)地下生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，釋放了大量?jī)?yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源，技術(shù)成果達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

在贛東北銅礦基地，五一七隊(duì)首開湖泥作為主要注漿材料的先河，先后攻克了湖泥基漿加工、湖泥混合漿液制備和注漿效果物探檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，成功實(shí)施了城門山銅礦帷幕注漿工程，成果獲2016年度中國(guó)有色金屬工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。在滇西北鉛鋅資源基地，五一七隊(duì)成功實(shí)施了彝良毛坪鉛鋅礦帷幕注漿工程，研發(fā)了“魚刺孔+S孔+直孔”組合灌漿孔結(jié)構(gòu)及工藝，突破了傳統(tǒng)注漿帷幕技術(shù)在礦山地下巷道應(yīng)用瓶頸，成功建成國(guó)內(nèi)首條復(fù)雜巖溶大水礦山地下巷道注漿帷幕體，堵水率達(dá)70.19%，超設(shè)計(jì)5.19%，實(shí)現(xiàn)了地面帷幕向地下帷幕的變革性轉(zhuǎn)變，開創(chuàng)了金屬礦山地下受限空間內(nèi)帷幕施工之先河。

河北邢臺(tái)中關(guān)鐵礦帷幕注漿工程

正在進(jìn)行的第六次飛躍：運(yùn)用礦區(qū)水文地質(zhì)核心技術(shù)融合數(shù)字化手段助力智慧礦山建設(shè)

智能化時(shí)代，如何將已形成的水文地質(zhì)核心技術(shù)與智能技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)礦山突涌水超前預(yù)警，推動(dòng)礦井水害由災(zāi)后治理向?yàn)?zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，成為新的工作重點(diǎn)。五一七隊(duì)以建設(shè)中的“自然資源部金屬礦山地下水災(zāi)害防治工程技術(shù)創(chuàng)新中心”為依托，向?qū)崿F(xiàn)“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”的第六次礦區(qū)水文地質(zhì)核心技術(shù)飛躍挺進(jìn)。

■專家短評(píng)

企業(yè)一線創(chuàng)新也能國(guó)際領(lǐng)先

毛照昉(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部黨委書記、天津大學(xué)管理創(chuàng)新研究院院長(zhǎng))

高端化、智能化、綠色化發(fā)展的時(shí)代浪潮中，創(chuàng)新已成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心引擎。

目前，我國(guó)正處于從制造大國(guó)向創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)型過程中。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織于2024年9月26日發(fā)布的《2024年全球創(chuàng)新指數(shù)(GII)》報(bào)告顯示：在對(duì)全球130多個(gè)經(jīng)濟(jì)體的排名中，中國(guó)在2024年全球創(chuàng)新指數(shù)中排名第11位，是前30名中唯一的中等收入經(jīng)濟(jì)體，展現(xiàn)出在創(chuàng)新領(lǐng)域的快速發(fā)展和巨大潛力。

我國(guó)的創(chuàng)新成果既來自科研機(jī)構(gòu)以及華為、中車等大型集團(tuán)企業(yè)，也來自像“五一七隊(duì)”這樣長(zhǎng)年深耕產(chǎn)業(yè)一線，以持續(xù)創(chuàng)新邁向世界一流水平的樣板企業(yè)。過去，有些企業(yè)，特別是基層企業(yè)對(duì)自己的創(chuàng)新能力認(rèn)識(shí)不足，其實(shí)從全球視野看，企業(yè)一線是創(chuàng)新最活躍、最直接的戰(zhàn)場(chǎng)，一線創(chuàng)新看似基礎(chǔ)卻是“全民創(chuàng)新”文化與氛圍形成的重要?jiǎng)恿υ慈Ｎ覀兛春谩拔逡黄哧?duì)”，也呼喚更多的“五一七隊(duì)”加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新自信，持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)快速迭代與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)提升。

作為高校教學(xué)科研人員，我們應(yīng)更多置身于一線前沿，更多貼近企業(yè)創(chuàng)新需求，捕捉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需要，持續(xù)推動(dòng)從理論到實(shí)踐、從技術(shù)到產(chǎn)品的產(chǎn)教融合發(fā)展新格局，全面推動(dòng)國(guó)家戰(zhàn)略、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。