關于礦山地質環境監測技術的探討

時雨 劉純

（遼寧省地質環境監測總站，遼寧 沈陽 110032）

礦山地質環境監測技術中充分利用了3S 技術等重要技術內容，它在分析環境問題，分析危險源過程中需要對實時數據內容進行分析，確保礦產資源可持續開發利用有效到位。當然，在此之前還必須分析礦山地質環境中已經存在的主要問題。

一、礦山地質環境中的現實問題

在礦山地質環境監測評估工作中是面臨諸多現實問題的，下文簡單分析兩點：

首先是資源問題，礦山開采會直接導致土地資源被破壞、生態環境被污染、自然環境整體惡化程度會愈發嚴重，在如此背景下也會影響到農田耕作與地表植被正常生長。從另一方面來講，礦業固體廢物中的化學成分是相當復雜的，其處理難度相對較大，目前比較常見的物理化學處理方法、植物土地復原處理方法、綜合利用方法等等都存在各自優缺陷，它們會為區域居民生活環境造成極大負面影響。

其次是地質環境問題，它的構成相對復雜，其中包含了多種表現類型。比如說滑坡災害問題，這一災害問題應該從兩個方面來展開分析：第一要分析露天開采過度問題，露天礦開采會導致生態環境嚴重超負荷，直接破壞礦山植被層，導致地表土層無法有效固定。如果在外力作用下，滑坡會自然形成；第二要分析采空區的巖土體應力改變，同時分析其中誘發地表地貌蠕動變形滑移的主要原因，應該考慮在局部堆積情況下地形失穩所造成的地質滑坡現象問題。

礦山地質地表災害是時有發生的，它主要是因為礦山開采選用井工開采方式所造成的，它會之直接引發地面沉降或地形嚴重變形問題發生。該類災害一旦發生，礦井開采就會形成采空區，其上覆巖層也會因此而斷裂、移動、逐漸向上擴展，直到到達地表時出現地表塌陷問題。在礦井開采過程中也要分析地下水循環變化狀況，分析影響地質層之間平衡問題的主要原因，它是加速坍塌進程的主要原因。

最后分析了地裂縫災害問題，結合地表巖、土體變化情況，確保在地面形成一定長度或寬度的裂縫問題。在裂縫出現后要對礦區地表構筑物與基礎設施進行分析，分析后會發現基礎設施破壞問題非常嚴重，其中可能存在構筑物坍塌，嚴重危害居民生命與財產安全。當然，地面塌陷與斷裂必然會影響耕地正常種植，嚴重時甚至會導致土地擱荒問題出現[1]。

二、礦山地質環境監測中的3S 技術實踐應用

在當前的礦山地質環境監測作業中會廣泛使用到3S 技術，它們在生產實踐應用過程中發揮了重大價值作用。一般來說，3S 技術中就包括了GIS 地理信息系統技術、GPS 全球定位系統技術以及RS 遙感技術。這些技術各有所長，它們在空間通訊、傳感器計算、衛星定位導航等等方面都發揮了重大價值作用。目前3S 技術已經將現代信息理論融入到實踐環節中，基于多學科有機集成構建技術節點，在搜集、采集、處理、分析以及傳播、管理等等層面都發揮了巨大價值作用。而結合礦山地質環境監測的主要學科技術內容，它可拓展的技術空間更大，下文就重點分析了3S 技術中的RS 遙感技術，并對遙感RS 技術的具體實踐應用進行了進一步闡釋[2]。

（一）遙感RS 技術的基本概述

遙感（Remote Sensing，RS）是一種具有對地觀測性能的綜合性技術。它的應用主體就是遙感探測儀。遙感探測儀能夠做到不接觸探測目標就能遠程將目標的電磁波特性完全記錄下來，數據被記錄之后對其進行綜合性解析，最終獲得需要的結果。

遙感系統包含五大部分，分別為：測量目標的信息特征、信息獲取、信息傳輸記錄、信息處理以及信息應用，所以說遙感技術屬于綜合性觀測系統，它在航天、光電、物理、計算機和信息科學等諸多領域都有應用，具有很強的學科性。是一種集數據性、時效性和經濟性為一體的現代化高科技工程設備。在遙感監測技術體系中，它就合理運用到了光學攝影、多光譜掃描、紅外掃描以及激光雷達探測等等技術手段，它可在較大范圍內準確評估監測結果，對礦山及其周圍地質環境進行調查分析，采集相關數據內容，結合信息數據輸入計算機系統進行數據信息精細化分類管理，確保數據通過云平臺處理到位，同時滿足數據實時共享機制應用[3]。

（二）遙感RS 技術在礦山地質環境監測案例中的具體應用

目前某些礦山工程中會應用到RS 遙感技術，特別是通過RS 遙感配合GPS、GIS 形成3S 技術體系，全面深入實現礦山地質環境監測作業有效操作。

1.某S 礦山工程的地質概況

某S 礦山工程位于高原地區，它其中也具有峽谷、丘陵、山原等多種地形。工作區相對海拔超過1600m，且工作區周圍包含了100 條大小河流，且分屬于不同水系。考慮到S 礦山中不同施工區域生產需求有所不同，所以在S礦山工程項目中建立數座水電站，總發電量達到800萬kW以上。從整體看來，其工作區域礦產資源相對豐富，其中稀有礦資源品種最為豐富，發展前景也最好。不過，S 礦山工程的地質狀況并不穩定，多年來由于過度開采出現了崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等多種自然災害問題。為有效解決這些由于礦產開采生產所帶來的現實問題，需要利用遙感技術配合GIS、GPS 技術建立3S 技術體系，保證對地質監控與地質變化進行合理預測，建立礦山環境相應治理技術體系。

2.某S 礦山工程的土地信息提取技術操作

某S 礦山工程中會采用到GIS 與GPS 技術來了解礦區實際狀況，結合礦區土地狀況、植被覆蓋信息展開全面數據分析，結合GS 技術實施土地信息提取，建立GS技術土地信息提取機制，其中就采用了大量的人機交互解譯技術，確保根據QuickBird 彩色圖像提取信息內容，結合精細度功能分析在1m 以內范圍內的編輯功能優化過程，整體看來該技術的編輯能力相對較強大，可最大限度減少重復勞動所造成的生產成本與生產效率浪費。在參考數據、圖形以及影像方面就建立了復雜的數據統計機制，邊緣查看分析相關土地信息數據內容。具體來講，某S 礦山工程的土地信息提取技術操作流程主要如下[4]：

第一，利用ERDAS Imagine軟件分析土地利用、植被覆蓋信息圖像的建立，結合圖像QuickBird 處理相關編碼信息，并進行賦值處理。

第二，要實施柵格數據分類處理，確保完全轉化矢量數據內容，利用workstation 平臺對土地利用類型特征進行分類，同時修改矢量數據，確保土地應用地類屬性表現到位。在上述過程中需要做好信息提取操作，體現解譯精度，合理判讀影像順序并保證其正確性，結合影像判讀85%以上精度分析工作區信息提取狀況，舉例來說，S 工程中采用GS 遙感技術對工作區中的大氣、水體、粉塵高等等污染進行了全面監測，結合礦山開采所引發的地質災害嚴重問題進行了探討，基于生態環境相應破壞利用GS 遙感技術，確保土壤、植被、水體等等自然環境因素變化發展合理，由此就建立了生態環境恢復初步治理體系。

第三，要基于GS技術對S工程礦區的生態環境進行合環境質量等級分級，設立礦山生態環境評價因子，了解其中指標等級閾值。比如說針對S 礦區的大氣、粉塵以及水體等等污染進行分析，優化想參考標準，確保礦區實際情況劃定到位，建立礦區環境質量評價值計算體系，對每一級閾值都要進行計算，最后結合綜合閾值構建礦山工作區的生態環境綜合評價等級。如此一來，就可確定不同區域內的生態環境區間范圍值變化，結合這些確切數據設立完整的生態環境保護體系，保證礦區生態環境發展穩定[5]。

總結

在利用GS 遙感技術配合GIS、GPS 技術形成3S 技術體系后，它對于當前礦山生產工程中地質環境的監測應用作用較大。它不但為礦山周邊生態環境建立了監測等級，并予以評價，這非常有利于礦山地區日后的環境保護，也為煤礦企業長久穩定發展創造了有利空間條件。