关于矿山地质环境监测技术的探讨

时雨 刘纯

（辽宁省地质环境监测总站，辽宁 沈阳 110032）

矿山地质环境监测技术中充分利用了3S 技术等重要技术内容，它在分析环境问题，分析危险源过程中需要对实时数据内容进行分析，确保矿产资源可持续开发利用有效到位。当然，在此之前还必须分析矿山地质环境中已经存在的主要问题。

一、矿山地质环境中的现实问题

在矿山地质环境监测评估工作中是面临诸多现实问题的，下文简单分析两点：

首先是资源问题，矿山开采会直接导致土地资源被破坏、生态环境被污染、自然环境整体恶化程度会愈发严重，在如此背景下也会影响到农田耕作与地表植被正常生长。从另一方面来讲，矿业固体废物中的化学成分是相当复杂的，其处理难度相对较大，目前比较常见的物理化学处理方法、植物土地复原处理方法、综合利用方法等等都存在各自优缺陷，它们会为区域居民生活环境造成极大负面影响。

其次是地质环境问题，它的构成相对复杂，其中包含了多种表现类型。比如说滑坡灾害问题，这一灾害问题应该从两个方面来展开分析：第一要分析露天开采过度问题，露天矿开采会导致生态环境严重超负荷，直接破坏矿山植被层，导致地表土层无法有效固定。如果在外力作用下，滑坡会自然形成；第二要分析采空区的岩土体应力改变，同时分析其中诱发地表地貌蠕动变形滑移的主要原因，应该考虑在局部堆积情况下地形失稳所造成的地质滑坡现象问题。

矿山地质地表灾害是时有发生的，它主要是因为矿山开采选用井工开采方式所造成的，它会之直接引发地面沉降或地形严重变形问题发生。该类灾害一旦发生，矿井开采就会形成采空区，其上覆岩层也会因此而断裂、移动、逐渐向上扩展，直到到达地表时出现地表塌陷问题。在矿井开采过程中也要分析地下水循环变化状况，分析影响地质层之间平衡问题的主要原因，它是加速坍塌进程的主要原因。

最后分析了地裂缝灾害问题，结合地表岩、土体变化情况，确保在地面形成一定长度或宽度的裂缝问题。在裂缝出现后要对矿区地表构筑物与基础设施进行分析，分析后会发现基础设施破坏问题非常严重，其中可能存在构筑物坍塌，严重危害居民生命与财产安全。当然，地面塌陷与断裂必然会影响耕地正常种植，严重时甚至会导致土地搁荒问题出现[1]。

二、矿山地质环境监测中的3S 技术实践应用

在当前的矿山地质环境监测作业中会广泛使用到3S 技术，它们在生产实践应用过程中发挥了重大价值作用。一般来说，3S 技术中就包括了GIS 地理信息系统技术、GPS 全球定位系统技术以及RS 遥感技术。这些技术各有所长，它们在空间通讯、传感器计算、卫星定位导航等等方面都发挥了重大价值作用。目前3S 技术已经将现代信息理论融入到实践环节中，基于多学科有机集成构建技术节点，在搜集、采集、处理、分析以及传播、管理等等层面都发挥了巨大价值作用。而结合矿山地质环境监测的主要学科技术内容，它可拓展的技术空间更大，下文就重点分析了3S 技术中的RS 遥感技术，并对遥感RS 技术的具体实践应用进行了进一步阐释[2]。

（一）遥感RS 技术的基本概述

遥感（Remote Sensing，RS）是一种具有对地观测性能的综合性技术。它的应用主体就是遥感探测仪。遥感探测仪能够做到不接触探测目标就能远程将目标的电磁波特性完全记录下来，数据被记录之后对其进行综合性解析，最终获得需要的结果。

遥感系统包含五大部分，分别为：测量目标的信息特征、信息获取、信息传输记录、信息处理以及信息应用，所以说遥感技术属于综合性观测系统，它在航天、光电、物理、计算机和信息科学等诸多领域都有应用，具有很强的学科性。是一种集数据性、时效性和经济性为一体的现代化高科技工程设备。在遥感监测技术体系中，它就合理运用到了光学摄影、多光谱扫描、红外扫描以及激光雷达探测等等技术手段，它可在较大范围内准确评估监测结果，对矿山及其周围地质环境进行调查分析，采集相关数据内容，结合信息数据输入计算机系统进行数据信息精细化分类管理，确保数据通过云平台处理到位，同时满足数据实时共享机制应用[3]。

（二）遥感RS 技术在矿山地质环境监测案例中的具体应用

目前某些矿山工程中会应用到RS 遥感技术，特别是通过RS 遥感配合GPS、GIS 形成3S 技术体系，全面深入实现矿山地质环境监测作业有效操作。

1.某S 矿山工程的地质概况

某S 矿山工程位于高原地区，它其中也具有峡谷、丘陵、山原等多种地形。工作区相对海拔超过1600m，且工作区周围包含了100 条大小河流，且分属于不同水系。考虑到S 矿山中不同施工区域生产需求有所不同，所以在S矿山工程项目中建立数座水电站，总发电量达到800万kW以上。从整体看来，其工作区域矿产资源相对丰富，其中稀有矿资源品种最为丰富，发展前景也最好。不过，S 矿山工程的地质状况并不稳定，多年来由于过度开采出现了崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等多种自然灾害问题。为有效解决这些由于矿产开采生产所带来的现实问题，需要利用遥感技术配合GIS、GPS 技术建立3S 技术体系，保证对地质监控与地质变化进行合理预测，建立矿山环境相应治理技术体系。

2.某S 矿山工程的土地信息提取技术操作

某S 矿山工程中会采用到GIS 与GPS 技术来了解矿区实际状况，结合矿区土地状况、植被覆盖信息展开全面数据分析，结合GS 技术实施土地信息提取，建立GS技术土地信息提取机制，其中就采用了大量的人机交互解译技术，确保根据QuickBird 彩色图像提取信息内容，结合精细度功能分析在1m 以内范围内的编辑功能优化过程，整体看来该技术的编辑能力相对较强大，可最大限度减少重复劳动所造成的生产成本与生产效率浪费。在参考数据、图形以及影像方面就建立了复杂的数据统计机制，边缘查看分析相关土地信息数据内容。具体来讲，某S 矿山工程的土地信息提取技术操作流程主要如下[4]：

第一，利用ERDAS Imagine软件分析土地利用、植被覆盖信息图像的建立，结合图像QuickBird 处理相关编码信息，并进行赋值处理。

第二，要实施栅格数据分类处理，确保完全转化矢量数据内容，利用workstation 平台对土地利用类型特征进行分类，同时修改矢量数据，确保土地应用地类属性表现到位。在上述过程中需要做好信息提取操作，体现解译精度，合理判读影像顺序并保证其正确性，结合影像判读85%以上精度分析工作区信息提取状况，举例来说，S 工程中采用GS 遥感技术对工作区中的大气、水体、粉尘高等等污染进行了全面监测，结合矿山开采所引发的地质灾害严重问题进行了探讨，基于生态环境相应破坏利用GS 遥感技术，确保土壤、植被、水体等等自然环境因素变化发展合理，由此就建立了生态环境恢复初步治理体系。

第三，要基于GS技术对S工程矿区的生态环境进行合环境质量等级分级，设立矿山生态环境评价因子，了解其中指标等级阈值。比如说针对S 矿区的大气、粉尘以及水体等等污染进行分析，优化想参考标准，确保矿区实际情况划定到位，建立矿区环境质量评价值计算体系，对每一级阈值都要进行计算，最后结合综合阈值构建矿山工作区的生态环境综合评价等级。如此一来，就可确定不同区域内的生态环境区间范围值变化，结合这些确切数据设立完整的生态环境保护体系，保证矿区生态环境发展稳定[5]。

总结

在利用GS 遥感技术配合GIS、GPS 技术形成3S 技术体系后，它对于当前矿山生产工程中地质环境的监测应用作用较大。它不但为矿山周边生态环境建立了监测等级，并予以评价，这非常有利于矿山地区日后的环境保护，也为煤矿企业长久稳定发展创造了有利空间条件。