鳳縣鉛鋅礦區礦山地質環境遙感調查研究

鄧 錕

（1.中國煤炭地質總局 航測遙感局 遙感應用研究院，陜西 西安 710054）

鳳縣鉛鋅礦區礦山地質環境遙感調查研究

鄧 錕1

（1.中國煤炭地質總局 航測遙感局 遙感應用研究院，陜西 西安 710054）

以陜西省鳳縣鉛鋅礦區為研究對象，利用遙感技術、人機交互式解譯方法，提取礦山地質環境及其治理信息。結果表明，礦山地質災害表現為泥石流（隱患）、地面塌陷、崩塌和滑坡，礦山地質環境治理主要以泥石流（隱患）防治和廢棄尾礦庫復墾為主。

遙感；地質災害；地質環境

1 研究區概況及遙感數據選擇

礦山開采活動對礦區環境造成了嚴重的破壞[1]。礦山可持續發展的關鍵問題是礦山環境的治理與生態恢復，通過高分辨率衛星數據可以獲得礦山生態環境全面、實時、豐富的信息源，可為環境治理決策提供支持[2-4]。研究區鳳縣鉛鋅礦區是全國四大鉛鋅基地之一，在冊登記的金屬礦山33處，其中鉛鋅礦30處，金礦2處，銅礦1處。主要金屬礦山有銀母寺鉛鋅礦、八方山鉛鋅礦、二里河鉛鋅礦和鉛硐山4個國有大中型鉛鋅礦企業；四方金礦和絲毛嶺2個國有金礦企業；集、個體鉛鋅礦山企業主要分布在銀母寺外圍，坪坎鎮東部、河口鎮南部和鉛硐山-銀洞梁外圍等4個區域。

本文選用2012年7月的QuickBird作為本次遙感調查的數據源[5]。

2 監測目標影像特征

采用人機交互式解譯方式，提取固體廢棄物（棄渣、尾礦庫等）占地，礦山開發引發的地質災害及隱患（泥石流、地面塌陷等），礦山環境治理工程等信息，并通過野外驗證，形成調查成果。

2.1 固體廢棄物

渣堆是在礦山開采過程中產生的廢渣、廢石堆，通常位于開采硐口附近，順山坡堆放，在影像上呈灰藍色，弧形分布，與周邊植被差異明顯。尾礦庫通常筑壩攔截谷口或圍地構成，用以存放礦石洗選后排出尾礦，一般地處山谷，邊界形態類似一般的水庫，由于內部淤積的尾礦數量和尾礦含水量的差異其色調差別很大。在影像上可見梯形尾礦壩體，水體為深藍色，尾礦泥漿為淺灰藍色，含水量較小的尾礦淤積為高亮度灰白色。

2.2 地質災害

泥石流（隱患）在影像上多為“V”型溝谷，溝床縱降比大，流域多呈勺狀、漏斗狀、橢圓狀，便于水流匯集。采礦活動破壞植被，溝道中堆放大量渣堆、尾礦等碎屑堆積物，部分泥石流溝流通區可見攔渣壩等防護工程[6]，如圖1。

圖1 泥石流隱患遙感影像圖

塌陷坑呈獨立的環形或橢圓形斑點、斑塊狀，獨立個體或成群分布，呈負立體效果，較大規模采空塌陷周邊伴有地裂縫或山體開裂，塌陷區域通常出現植被死亡、退化的生態差異區，與周邊植被差異明顯[7]，如圖2。

圖2 地面塌陷遙感影像圖

滑坡和崩塌是常見的重力地貌，滑坡在遙感影像上表現為簸箕形、舌形、弧形和不規則形等，滑坡體后部發育有弧形異常影像，前緣常有地形微突起，崩塌體后緣發育有直線形或弧形陡峭山崖[8]。

2.3 工程治理措施

采用“穩、攔、排”及生物措施，對地質災害及其隱患進行治理[9]。在影像上可見攔渣壩、擋墻、排水渠位等治理工程，通常為漿砌石或片石堆砌。擋墻一般位于渣堆或滑坡體坡腳，用于防止渣堆或滑坡體滑動；攔渣壩位于溝道中用于攔截泥石流中固體物質；排（匯）水渠等位于滑坡體兩側或泥石流溝道內，在影像上呈現為線狀，色彩為白色或灰色（圖3、圖4）。

圖3 攔渣壩遙感影像圖

圖4 擋墻遙感影像圖

3 監測成果

3.1 固體廢棄物占用土地情況

占地共計233.42 hm2，占用土地類型主要為林地。采礦渣堆289處，占地面積112.93 hm2；尾礦庫共計44座，占地面積120.49 hm2。

3.2 礦山地質災害

礦區共發現25條泥石流隱患溝，主要分布于銀洞梁溝、寺溝、二道溝、三道溝、核桃溝、水晶溝、二里河溝、水晶灣和關門溝等地。順坡棄下的采礦棄渣堆，提供了大量的松散堆積物，溝谷多為“V”字型溝谷，在地形地貌上具備泥石流發生的自然條件，易形成泥石流隱患。地面塌陷22處，主要分布于銀母寺礦、四方金礦、寺溝、銀洞梁等礦區。由于區內鉛鋅礦體傾角較大，采空區在平面上的投影面積小，礦區地面塌陷規模一般不大，多表現為零散分布的小型塌陷坑。而對于各大、中型礦山而言，開采礦體厚度大，開采范圍廣，從而構成區內最大的地面塌陷，如四方金礦和鉛硐山礦區地面塌陷，誘發山體崩滑，易導致泥石流發生。滑坡9處，崩塌5處，礦山開發開挖坡腳、采空區地面塌陷成為誘發此類災害的主要原因。

3.3 礦山環境恢復治理情況

1）土地復墾遙感調查。土地復墾主要針對已關閉的尾礦庫和渣堆。尾礦庫復墾面積達到22.8 hm2，占全部尾礦庫面積的18.9%。位于寬廣河谷兩側的尾礦庫，如坪坎鎮孔棺西河兩側以及河口鎮安河兩側，由于臨近水源，河流階地土源較為豐富，大多改良為耕地；而位于狹窄溝道中尾礦庫，由于水利條件不佳，土源缺乏，大多種植草本類植被或自然恢復。礦山開采產生的大量廢石和廢渣，由于沒有足夠的土源來進行覆蓋種植，復墾覆土厚度普遍偏低，植被的成活率不高，土地復墾成效不顯著。

2）工程措施遙感調查。根據《陜西省礦產資源總體規劃（2008～2015）》，礦區內有2處規劃治理，分別是銀母寺—八方山—八卦廟礦區治理和鉛硐山—手搬崖鉛鋅礦區治理，重點治理固體廢棄物堆放場地、清理河道、加固堤壩等。通過遙感調查，礦區內還有2 個大型礦山地質環境治理項目，銀洞梁泥石流治理和四方金礦礦山環境治理，如表1所示。

表1 工程措施遙感調查一覽表

4 結 語

高分辨率遙感數據應用于礦山地質環境監測，可快捷提取準確的信息。利用遙感技術，參照礦山恢復治理工程的詳細設計方案，國土及相關管理部門可對工程的實施情況進行有效的持續性監測，為工程的管理和檢查驗收工作提供技術支持。

[1] 侯恩科,薛喜成,劉國民,等.鳳縣礦山環境地質問題與保護對策[J].西北地質,2003,36(增刊):26-30

[2] 杜培軍.高分辨率衛星遙感的發展及其在礦山的應用[J].煤,2001,10(1):5-7

[3] 王曉紅,聶洪峰,李成尊,等.不同遙感數據源在礦山開發狀況及環境調查中的應用[J].國土資源遙感,2006(2):69-71

[4] 周萍,李志忠.空間遙感技術（3S）用于礦山地質環境與生產安全監測[J].中國礦業,2002,11(5):1-3

[5] 王曉紅,聶洪峰,楊清華,等.高分辨率衛星數據在礦山開發狀況現狀及環境監測中的應用效果比較[J].國土資源遙感,2004(1):15-18

[6] 楊迎冬,晏祥省,張紅兵.云南省東川區泥石流災害SPOT5遙感影像特征[J].災害學,2010,25(4):59-62

[7] 李成尊,聶洪峰,汪勁,等. 礦山地質災害特征遙感研究[J].國土資源遙感，2005(1):46-47

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[9] 中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所.中國泥石流[M].北京:商務印書館,2000

P237.9

B

1672-4623（2015）04-0104-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.037

鄧錕，碩士，工程師，主要從事遙感應用研究工作。

2014-09-15。

項目來源：中國地質調查局地調資助項目（1212011120030）。