基于遥感的矿山环境监测——以广东云浮硫铁矿为例

■李小非

（广东省地质调查院　广东　广州　510080）

基于遥感的矿山环境监测——以广东云浮硫铁矿为例

■李小非

（广东省地质调查院广东广州510080）

本文论述了基于遥感的矿山环境监测的数据源、技术路线和技术方法。以广东云浮硫铁矿为例，开展了矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理遥感监测；研究监测结果，对云浮硫铁矿矿山环境进行评价，并提出对策与建议。

遥感矿山环境监测云浮硫铁矿

我国是世界矿业大国，长期矿产资源开发在带动经济发展的同时，也给矿山环境带来了一系列问题，在一些地区已经严重影响人民正常生产生活，成为制约经济社会发展的重要因素。矿山开采活动诱发的地质环境问题与矿产种类、开采方式、区域地质环境、以及矿山企业规模和管理体制等密切相关。我国地域辽阔，矿产资源种类众多，因此产生的地质环境问题也是多样化的；但是，主要的矿山环境问题可以归纳为：矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染等几类。

1　研究区域概括与数据源

1.1研究区概括

云浮硫铁矿1988年建成投产，是我国少有的特大型硫铁矿矿床,其矿石质量及储量居于全国之冠,是世界第二大硫铁矿，成为我国最大的硫铁矿生产基地和唯一的硫铁矿出口基地。云浮硫铁矿的主要开采对象为黄铁矿，主要用于工业制取硫酸，浮选后的贫矿尾砂被作为废弃矿物堆放在尾矿库生产过程中产生的尾气二氧化硫，是环境酸化的重要前驱物，是造成空气污染的主要物质之一，对人体健康危害很大。

1.2数据源

研究数据源采用2013年度广东省土地变更遥感调查数据，数据类型为TH1，空间分辨率优于2.5米，获取时间为2013年3月份。该数据能够满足矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理等内容的遥感监测工作。

2　技术方法

2.1技术路线

图1　矿山地质环境遥感监测技术路线图

采用遥感数据与其他多源数据相结合、目视解译法与人机交互解译相结合、野外实地调查与室内综合研究相结合的技术路线来开展矿山环境遥感监测（图1）。

2.2技术方法

首先收集云浮硫铁矿矿区遥感影像数据，以及其他地质环境相关的资料和数据；其次进行人机交互的方式进行影像的解译，通过大量的野外踏勘工作，建立矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理等主要监测内容的遥感解译标志；然后根据建立的解译标志，进行主要信息的提取，包括矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理等遥感信息，并进行野外验证工作，填写相关记录表格和拍摄野外照片，同时进一步完善解译标志；最后制作遥感检测图，并对监测结果进行研究分析，提出相关的对策建议。

3　遥感监测结果

通过2012年、2013年两期遥感影像对比，表明云浮硫铁矿矿山环境问题区在矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染和矿山环境恢复治理等方面存在较多问题。

3.1矿山开发占地遥感监测

云浮硫铁矿作为亚洲最大露天硫铁矿生产基地，矿山开发占地面积巨大，主要为采场和固体废弃物占地。本区矿山开发占地主要在东南部变化较大，多个采坑有加深趋势，并且新修了道路（图2）。

图2　云浮硫铁矿矿山开发占地遥感监测图

3.2矿山地质灾害遥感监测

云浮硫铁矿常见的地质灾害主要有滑坡、塌陷、采空区冒落、泥石流等，其中泥石流灾害最为严重。矿区滑坡主要为采场边坡滑坡，以构造带软弱层滑坡类型为主。塌陷多发生在剥离台阶边坡和境外高陡山坡、排土场等部位。云浮硫铁矿是一座由地采转为露采的大型矿山，形成了12个采空区，局部地段已出现下沉、开裂等不良迹象，作业中空区冒落或塌陷将严重威胁大型采矿设备和人员的安全（图3）。

图3　云浮硫铁矿矿山地质灾害遥感监测图

3.3矿山环境污染遥感监测

本区矿山环境污染比较严重，分为植被污染、土壤污染、粉尘污染和水体污染四类，主要为矿山粉尘污染和酸性水水污染，监测结果表明大台尾矿库局部明显干枯，水体污染较严重（图4）。

图4　云浮硫铁矿水体污染遥感监测图

3.4矿山环境恢复治理遥感监测

云浮硫铁矿位于云浮市中心城区西北角，采矿极大的破坏地表景观和人文景观。本区矿山环境恢复治理效果较好，既有工程措施也有生物措施，采面台阶多开展复绿，小型废弃排土场开垦为林草地,对陡坡开展植树护坡。

4　对策与建议

4.1矿山粉尘污染对策

云硫防治粉尘和废气的主要措施有：修建混凝土或沥青公路，植树绿化，边坡植草，减少粉尘飞扬。对采场作业平台、运输干线洒水降尘。

预防尘肺必须首先抓好降低生产环境空气中的粉尘浓度，不断提高作业场所的粉尘浓度的合格率。并强调接尘人员的个人保护，严格遵守防尘操作规程，以减少粉尘吸入，可以有效地控制尘肺病的发生。

4.2矿山地质灾害防治对策

（1）滑坡防治：根据各地段边坡地质构造、岩层结构及其稳定性和滑坡的特点，分别采取削坡减载、设挡土墙、封闭坡面、砌体护坡、打抗滑桩、植被等方法进行滑坡防治。

（2）崩塌防治：矿坑边坡崩塌防治主要是采取缓坡减载、砌体加固和避免超高剥采的方法；矿坑外山坡崩塌主要采取防排水沟，砌挡土坝、种树植被等方法；对谷沟易诱发崩塌或滑坡地段，采用填沟排土充填，稳定岩体的方法；排土场塌陷采用排土分段夯实排卸，避免高位排土诱发塌陷。

（3）地面塌陷防治：采空区处理主要是应用深孔爆破法，通过加深正常爆破孔，加大炸药单耗爆破，使空场上部岩体崩落充填空场。

（4）泥石流防治：云浮硫铁矿泥石流主要分布在矿区山前和山后，根据其分布特征，分别采取不同的工程措施：对山前乌石岭、三水围等地泥石流易发区采取源头截水、修筑谷坊群坝、拦蓄库、边坡防护等工程防治措施；对山后的几个大排土场分别在其前缘建筑一、二级拦砂坝，阻拦排土场泥石向下游冲流。我矿在泥石流治理中，坚持工程防治措施与生物土壤措施相结合、拦蓄与清理相结合、泥石流防治与酸性水处理相结合，并按轻重缓急分期实施的方针进行。

5　结论

本文以云浮硫铁矿矿山环境监测为例，论述了矿山环境监测的方法与技术，总结分析了矿山环境监测的结果，并提出了相关的对策建议，得出如下结论：

（1）遥感技术用于矿山环境监测已成为非常有效的手段，它具有获取数据速度快、准确等特点，可以为国土管理部门及时提供翔实的数据，有利于保护矿山环境。

（2）通过开展云浮硫铁矿矿山环境监测工作，发现主要存在的矿山环境问题为：矿山开发占地、矿山地质灾害、矿山环境污染、矿山环境恢复治理。

（3）针对发现的矿山环境问题提出了具体的对策建议。

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-9-299-2

李小非（1986～），男，助理工程师，研究方向为国土资源领域遥感与GIS应用。