湖南湘潭錳礦區礦山地質環境監測治理

張 章，周祁峰，彭 婷

（1.湖南省資源規劃勘測院，湖南 長沙 410000；2.祁東縣自然資源局，湖南 長沙 410000）

長期的開采導致礦山環境受到嚴重破壞，因此在青山綠水就是金山銀山的發展理念下礦山破壞的環境急需進行恢復。采用合適的方法進行環境整治恢復礦山原來的景色，期間需要使用一定的技術對破壞的環境進行修正，恢復環境要遵守國家地方的相關法規，保證礦山資源快速恢復美貌。

湖南湘潭錳礦區位于湘潭市雨湖區鶴嶺鎮，地理位置：東經112°45′～112°55′，北緯27°53′～28°03′，屬剝蝕、侵蝕低丘谷底地貌，自然生態環境較為惡劣。測區內有鐵路專線與湘黔鐵路、京廣鐵路相連，公路與岳臨高速、滬昆高速、長潭西高速相連，交通較為便利。礦區屬典型的亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，降水充沛4月～7月降水較集中。

1 礦山地質測繪監測發展現狀

對生態文明進行總體的規劃和有序的組織領導，礦山地質恢復青山的重要保障。從國家層面建立資源資產管理和自然生態監督的機制，對我國健全生態環境管理體系有非常重要的幫助[1]。對國家所有資源資產統一行使擁有者的責任和義務，對國家所有土地空間進行統一的控制和保護，對國家城鄉排污上統一行使行政執法和監督。從國家層面建設土地的空間開發和保護體系。目前的監測體系與礦山地質環境保護的需要相比仍有很大差距。準確性強及時性高對未來礦山地質環境附加數據很大幫助，在數據共享的大環境下，礦山地質監測準確性和及時性存在的問題將會有效解決[2]。

2 礦山地質環境測繪技術

2.1 技術管理體系框架

技術管理首先需要對礦山進行一定的基礎研究。除了礦山本身的環境條件外，還必須了解礦山所在地的環境保護政策，治理計劃，礦山地質環境的相關技術等，之后才能通過國家礦山資料庫對地質環境進行調查，分析不同計劃下的綜合管理結果，研究礦山環境的總體趨勢，動態評估礦山的發展。通過建立一個網絡管理系統來進行環境保護工作，最終實現通過數據輸入和存儲以及使用大數據技術來研究地質環境狀況。

2.2 水平位移監測

水平位移基準點及監測點的布設。

（1）水平位移監測基準點的布設。水平位移基準網共布設5個水平位移基準點，利用測區附近3個湖南省大地精化水準面控制點U234、U323、U327，以及埋設的2個監測點GPS01和GPS06作為水平位移監測網的基準點，以上各監測基準點都埋設在監測范圍外

（2）水平位移監測點的布設。水平位移監測點布設在反映變形體變形的特征部位，兼顧GPS網形沿地下采礦井巷兩側錯開布點。

水平位移監測點布設在四周開闊的區域，地面高度角≥15°沒有成片的障礙物。點位選擇在利于安全作業的地方。點位附近無大面積水域或其它強烈干擾衛星信號接收的物體（如金屬廣告牌等）。點位遠離大功率無線電發射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離大于200m，并遠離高壓輸電線其距離大于50m。點位布設在易于長期保存的位置，相鄰點間距離最大不超過該網平均點間距的2倍。

水平位移監測點共埋設13點，統一編號從GPS01開始續編至GPS13，其中10個點水平與垂直位移監測共用，U323、MK003、MK008、MK066、MK068為利用點。

2.3 垂直位移監測

2.3.1 基巖點布設

垂直位移基巖點布設在監測區域外圍穩固區域，且便于長期保存的基巖露頭上，每個垂直位移基巖點都設有保護井，并且配備有點號牌，垂直位移基巖點共埋設3個編號為MK109、MK110、MK111。

2.3.2 監測點布設

垂直位移監測點按150m左右的間距布點，點位埋設在可長期保存，坡度較小、土質堅實、施測方便的道路附近，避免積水、軟土、劇烈震動、通視條件不佳的地段。

垂直位移監測點都設有保護井，并且都配備有點號牌，本項目埋設垂直位移監測點108點，埋設10個水平與垂直位移共用點，點號統一從MK001開始續編至MK108，監測點MK112號為柴山小學增加的垂直位移監測點，本項目共埋設119個垂直位移監測點。項目部為了后續的監測要求，對損壞的監測點進行重新埋設，其點號按原來點號后綴“-1”進行編排，如MK035、MK039被破壞后，在其點附近重新埋設監測點，其點號分別為MK035-1、MK039-1，新埋設的監測點穩定后繼續監測。新埋設的監測點共17個，情況如下表。

表1 新埋設監測點統計表

2.4 觀測方法

2.4.1 垂直位移基巖點觀測

垂直位移基巖點觀測采用天寶DiNi03水準儀進行觀測，按一等水準測量要求施測，在對儀器和標尺進行全面檢測合格后，野外作業先用皮尺量距，并標注各測站點、標尺點，確保前后視距相等，同一測站上前后視不調焦。水準網復測的往測與返測嚴格按照規范要求進行，前后視距差小于1.0m，前后視距累積差小于3.0m，各測段往測與返測的測站數為偶數，消除了標尺零點差的影響。

2.4.2 垂直位移監測點觀測方法

垂直位移監測點觀測，采用天寶DiNi03水準儀進行觀測，按二等水準測量要求施測，在對儀器和標尺進行全面檢測合格后，野外作業先用皮尺量距，并標注測站點、標尺點，確保前后視距相等，同一測站上前后視不調焦，水準網往測與返測嚴格按照規范要求進行，前后視距差小于1.5m，前后視距累積差小于6.0m，各測段往測與返測的測站數為偶數，消除了標尺零點差的影響。

2.4.3 水平位移基準點觀測方法

水平位移基準點觀測是在基準點上架設GPS儀器，儀器有效觀測衛星數≥6顆，觀測時段長度≥60min，數據采樣間隔為10s，圖形強度因子PDOP≤6，數據采集過程中所有測站上接收正常觀測良好，儀器高采用鋼尺丈量天線高度至毫米，從GPS天線的三面丈量三次，在三次較差不大于3mm時取平均值為最后結果，結束觀測時再量一次天線高以作校核。

2.4.4 水平位移監測點觀測方法

水平位移監測點觀測是在監測點上架設GPS儀器，儀器有效觀測衛星數≥6顆，觀測時段長度≥60min數據采樣間隔為10s，圖形強度因子PDOP≤6，數據采集過程中所有測站上接收正常觀測良好，儀器高采用鋼尺丈量天線高度至毫米，從GPS天線的三面丈量三次，在三次較差不大于3mm時取平均值為最后結果，結束觀測時再量一次天線高以作校核。

2.5 數據的綜合信息處理

為了實現礦山的動態監控，除了需要使用專用的監控設備外，還需要使用專業的數據梳理技術來確保對礦山情況進行全面研究，并根據環境需要進行綜合處理。建立用于數據統計和存儲的專用數據庫，要針對不同信息建立統一的文件格式，以確保不同部門可以更方便地使用它。為了充分利用這些數據，需要使用數據分析技術來進一步挖掘和開發數據，并研究不同的影響因素，變化趨勢，分析各種數據之間的關系，通過尋找規律來獲得更合適的環境保護方法。在對數據進行統計的同時，還必須建立一個特殊的數學模型來實現對環境變化的預測，并且通過更深入的處理還有利于取值、挖掘環境規律。

3 結語

為了更好的保護尊重湖南湘潭錳礦區礦山地質的環境，提高當地的生態綠色覆蓋回復率，就需要理論結合實際，結合實際的需要，選擇合適的技術。因此需要各方做好準備工作，根據資金確定技術的使用。通過對湖南湘潭錳礦區礦山地質環境監測治理的過程和方法探討，利用大數據分析等方式，挖掘礦山價值，全面地保護環境。探討相關技術的要求，幫助環境整治人員能夠更好地利用相關技術。