礦山地質環境監測工作方法初探

艾爾西丁·克然木

【摘要】礦山地質環境是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦床及其鄰近地區，礦業活動所影響到的巖石、土壤、地下水、地質作用、地質現象及其與大氣圈、水圈、生物圈之間相互作用所組成的相對獨立的環境系統。本文圍繞礦山地質環境監測工作的必要性展開論述，并且對礦山地質環境監測目標進行了研究，提出了礦山地質環境監測方法。

【關鍵詞】礦山地質環境；地質遙感；滑坡

礦山是礦產資源開發的主要來源，礦山維能源資源利用提供源源不斷的支持，但是，過度高強度的礦山開發也帶來了一系列的地質環境問題，引發多種地質災害，對于礦山地區經濟可持續發展具有不利影響。做好礦山地區地質環境監測成為礦產地區經濟長效發展的必然要求。通過強化對礦山地區地質環境的監測，能夠幫助了解采礦可能帶來的地質環境災害，提醒有關單位和部門重視礦山地區地質環境變化，提升對于地區地質環境災害的預測能力，為地區地質環境保護、礦山生態恢復提供有效的數據支持和技術基礎。

1.礦山地質環境監測工作的必要性

據統計，目前，礦產資源豐富地區采礦企業眾多，礦產資源開發總量之大導致地區因為過度的地下資源開采開始不斷出現地表塌陷、地面沉降等地質災害。因為礦產大多儲藏在地下水層以下，因此，礦產資源的開采必須要經過地下水層，這又給地區地下水帶來水層破壞和水質污染，還順帶造成地下水位下降、地表水滲漏等水源水質問題。根據現階段我國礦區的地下礦產資源開采速度和數量計算，易形成巨大的采空區，而且這個采空面積每年還在以較快速度不斷增長，礦區已經出現地表塌陷的區域面積巨大，地面的塌陷也造成地表植被、生物的破壞，破壞地區生態平衡，造成生物多樣性的減少。

礦產資源的大量開采已經導致了嚴重的地表塌陷、地下水位迫降等現象，地區井泉下降，河道徑流減少，水源干枯，地區性缺水問題已經越來越嚴重。而一些地貌地區因為地質條件的復雜和生態環境的脆弱，礦產資源的開采給這些地區帶來了更加難以修復的生態環境問題，這些問題都在時刻威脅著礦區經濟和社會的可持續發展，不容忽視。

2.礦山地質環境監測目標

對礦山地區進行地質環境監測，是為了更好的了解和掌握礦山地區的地質環境問題及其潛在危害，根據一系列的動態數據，加強對于礦山地區的地質環境動態變化及其演變趨勢掌握，在此基礎上，注重在保護礦山地區地質環境的前提下，實現合理有效的礦山礦產資源開發，為礦山地質環境的綜合整治、礦山地區環境監督管理、礦山地區的生態恢復及重建等提供依據。就礦山地區的具體地質環境監測內容來看，主要包括以下幾個方面：

（1）開展單個礦山的地質環境監測與區域集中開采區或群采點礦山地質環境監測；

（2）構建礦山地區地質環境監測信息系統及數據庫；

（3）實現礦山地區地質環境監測數據分析、共享和處理；

（4）實現對于礦山地區的地質環境評價及監測；

（5）根據地質環境監測數據提出礦山地區地質環境管理對策與地質環境綜合治理建議；

（6）編制礦山地區地質環境監測年報；

（7）向社會提供礦山地質環境方面的信息服務等。

3.礦山地質環境監測方法

3.1 單個礦山監測方法

使用單個礦山監測方法，針對重要的礦區，設立下水位、地面沉降及滑坡等一些監測點進行固定的專業監測。監測的具體方法是：一、針對礦區裂縫進行監測時，選取的是簡單的人工觀測、大地測量法和應力計等方法；二、針對礦山地區地面沉降問題進行監測，采取高精度GPS監測法進行監測，也可以使用現場埋設基巖標進行自動監測；三、針對礦山地區山體開裂進行監測時，可采用人工實地測量和現場調查法進行。

3.2 崩塌、滑坡、泥石流遙感監測技術

目前遙感處理技術通過后臺知識庫的積累，已經實現對水體、道路、機場、建筑、飛機、船艦等相對單一場景下的信息提取和解譯能力。遙感技術結合大數據分析處理，廣泛運用于水資源、農業災害、滑坡、泥石流、火災、重要道路損毀等領域的監測。隨著技術的發展，未來人們將需要面向更復雜的遙感環境，從業人員必須從這些非結構化的數據中，挖掘人們需要的信息。

基于高分辨率多光譜衛星影像的應用，人們能快速地掌握關于某一礦山地點的所有信息，能更有效地對災難進行監測，并評估災難影響，進一步有效地提高政務管理能力。在礦山地區實施地質災害隱患點遙感監測，是地質災害點常態監測項目的重要部分。

礦山地區的主要地質災害為崩塌、滑坡和泥石流。其中，崩塌災害對縫隙的監測精度要求達到毫米級；滑坡需要對滑坡體進行面域的監測，確定面域內重點部分的變化趨勢，監測精度要求達到厘米級；泥石流是監測相應區域的宏觀變化趨勢，監測精度要求達到亞米級。

針對礦山存在崩塌隱患、存在滑坡隱患和泥石流區域，分別采用攝影全站儀測量、近景攝影測量和無人機技術進行監測并布設三個區域的控制網，獲取近景影像和無人機影像，構建地質災害遙感動態監測體系，監測精度從毫米級到亞米級，全面滿足各種地質災害監測的需要，同時能夠解決長期困擾地質部門山區野外作業的難題，拓展遙感技術的應用領域。

在近幾年汶川、玉樹、蘆山地震及舟曲泥石流等重大自然災害中，遙感技術大顯身手。比如排除堰塞湖險情等過程中，遙感技術隨時監測周邊地質動態。而北斗衛星作用更大，在當地通訊中斷的情況下，北斗所具備的短信功能，對及時傳遞信息發揮了不可替代的作用。

3.3 巖溶塌陷監測

對礦山地區的巖溶監測的任務是要結合地質調查情況、物探情況和現場踏勘情況，明確監測范圍和監測對象，根據塌陷區域和實際情況選取監測手段和設備，建立一個完善的監測系統，能夠實時地對監測范圍內的各種塌陷（正在發育變形的塌陷）和高風險易發區域（以人口密集區和主要交通干線為主）進行監測，結合地質情況、外在因素影響等綜合分析塌陷變形的原因，總結不同地面塌陷的趨勢和特點，同時以指導其他正在發育變形的塌陷監測工作，對地面塌陷的變形進行預警預報，達到有效監控的目的。

采用多點位移計實時自動監測變形中的塌陷坑或高風險易發區域的土體、建構筑物、公路等的地表位移，也可實時自動監測裂縫的寬度和長度變化，以此分析塌陷的發展情況已成熟運用于地質災害監測系統。

結論：礦山地區的地質環境監測關系重大，對于礦山地區經濟、生態環境發展影響深遠，因此，在堅持科學發展觀的前提下，礦山地區采礦企業和相關管理部門要切實做好礦山地質環境監測工作，采用科學有效的監測方法，為礦山地區經濟、環境持續健康發展提供依據。

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