張 章，周祁峰，彭 婷

（1.湖南省資源規(guī)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(dǎo)致礦山環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，因此在青山綠水就是金山銀山的發(fā)展理念下礦山破壞的環(huán)境急需進(jìn)行恢復(fù)。采用合適的方法進(jìn)行環(huán)境整治恢復(fù)礦山原來的景色，期間需要使用一定的技術(shù)對破壞的環(huán)境進(jìn)行修正，恢復(fù)環(huán)境要遵守國家地方的相關(guān)法規(guī)，保證礦山資源快速恢復(fù)美貌。

湖南湘潭錳礦區(qū)位于湘潭市雨湖區(qū)鶴嶺鎮(zhèn)，地理位置：東經(jīng)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(tài)環(huán)境較為惡劣。測區(qū)內(nèi)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(qū)屬典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，降水充沛4月～7月降水較集中。

1 礦山地質(zhì)測繪監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀

對生態(tài)文明進(jìn)行總體的規(guī)劃和有序的組織領(lǐng)導(dǎo)，礦山地質(zhì)恢復(fù)青山的重要保障。從國家層面建立資源資產(chǎn)管理和自然生態(tài)監(jiān)督的機(jī)制，對我國健全生態(tài)環(huán)境管理體系有非常重要的幫助[1]。對國家所有資源資產(chǎn)統(tǒng)一行使擁有者的責(zé)任和義務(wù)，對國家所有土地空間進(jìn)行統(tǒng)一的控制和保護(hù)，對國家城鄉(xiāng)排污上統(tǒng)一行使行政執(zhí)法和監(jiān)督。從國家層面建設(shè)土地的空間開發(fā)和保護(hù)體系。目前的監(jiān)測體系與礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的需要相比仍有很大差距。準(zhǔn)確性強(qiáng)及時性高對未來礦山地質(zhì)環(huán)境附加數(shù)據(jù)很大幫助，在數(shù)據(jù)共享的大環(huán)境下，礦山地質(zhì)監(jiān)測準(zhǔn)確性和及時性存在的問題將會有效解決[2]。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境測繪技術(shù)

2.1 技術(shù)管理體系框架

技術(shù)管理首先需要對礦山進(jìn)行一定的基礎(chǔ)研究。除了礦山本身的環(huán)境條件外，還必須了解礦山所在地的環(huán)境保護(hù)政策，治理計劃，礦山地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)技術(shù)等，之后才能通過國家礦山資料庫對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，分析不同計劃下的綜合管理結(jié)果，研究礦山環(huán)境的總體趨勢，動態(tài)評估礦山的發(fā)展。通過建立一個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來進(jìn)行環(huán)境保護(hù)工作，最終實現(xiàn)通過數(shù)據(jù)輸入和存儲以及使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來研究地質(zhì)環(huán)境狀況。

2.2 水平位移監(jiān)測

水平位移基準(zhǔn)點及監(jiān)測點的布設(shè)。

（1）水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點的布設(shè)。水平位移基準(zhǔn)網(wǎng)共布設(shè)5個水平位移基準(zhǔn)點，利用測區(qū)附近3個湖南省大地精化水準(zhǔn)面控制點U234、U323、U327，以及埋設(shè)的2個監(jiān)測點GPS01和GPS06作為水平位移監(jiān)測網(wǎng)的基準(zhǔn)點，以上各監(jiān)測基準(zhǔn)點都埋設(shè)在監(jiān)測范圍外

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

水平位移監(jiān)測點布設(shè)在四周開闊的區(qū)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(yè)的地方。點位附近無大面積水域或其它強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體（如金屬廣告牌等）。點位遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離大于200m，并遠(yuǎn)離高壓輸電線其距離大于50m。點位布設(shè)在易于長期保存的位置，相鄰點間距離最大不超過該網(wǎng)平均點間距的2倍。

水平位移監(jiān)測點共埋設(shè)13點，統(tǒng)一編號從GPS01開始續(xù)編至GPS13，其中10個點水平與垂直位移監(jiān)測共用，U323、MK003、MK008、MK066、MK068為利用點。

2.3 垂直位移監(jiān)測

2.3.1 基巖點布設(shè)

垂直位移基巖點布設(shè)在監(jiān)測區(qū)域外圍穩(wěn)固區(qū)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(shè)有保護(hù)井，并且配備有點號牌，垂直位移基巖點共埋設(shè)3個編號為MK109、MK110、MK111。

2.3.2 監(jiān)測點布設(shè)

垂直位移監(jiān)測點按150m左右的間距布點，點位埋設(shè)在可長期保存，坡度較小、土質(zhì)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(jiān)測點都設(shè)有保護(hù)井，并且都配備有點號牌，本項目埋設(shè)垂直位移監(jiān)測點108點，埋設(shè)10個水平與垂直位移共用點，點號統(tǒng)一從MK001開始續(xù)編至MK108，監(jiān)測點MK112號為柴山小學(xué)增加的垂直位移監(jiān)測點，本項目共埋設(shè)119個垂直位移監(jiān)測點。項目部為了后續(xù)的監(jiān)測要求，對損壞的監(jiān)測點進(jìn)行重新埋設(shè)，其點號按原來點號后綴“-1”進(jìn)行編排，如MK035、MK039被破壞后，在其點附近重新埋設(shè)監(jiān)測點，其點號分別為MK035-1、MK039-1，新埋設(shè)的監(jiān)測點穩(wěn)定后繼續(xù)監(jiān)測。新埋設(shè)的監(jiān)測點共17個，情況如下表。

表1 新埋設(shè)監(jiān)測點統(tǒng)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(zhǔn)儀進(jìn)行觀測，按一等水準(zhǔn)測量要求施測，在對儀器和標(biāo)尺進(jìn)行全面檢測合格后，野外作業(yè)先用皮尺量距，并標(biāo)注各測站點、標(biāo)尺點，確保前后視距相等，同一測站上前后視不調(diào)焦。水準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測的往測與返測嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)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(shù)為偶數(shù)，消除了標(biāo)尺零點差的影響。

2.4.2 垂直位移監(jiān)測點觀測方法

垂直位移監(jiān)測點觀測，采用天寶DiNi03水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測，按二等水準(zhǔn)測量要求施測，在對儀器和標(biāo)尺進(jìn)行全面檢測合格后，野外作業(yè)先用皮尺量距，并標(biāo)注測站點、標(biāo)尺點，確保前后視距相等，同一測站上前后視不調(diào)焦，水準(zhǔn)網(wǎng)往測與返測嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)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(shù)為偶數(shù)，消除了標(biāo)尺零點差的影響。

2.4.3 水平位移基準(zhǔn)點觀測方法

水平位移基準(zhǔn)點觀測是在基準(zhǔn)點上架設(shè)GPS儀器，儀器有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥6顆，觀測時段長度≥60min，數(shù)據(jù)采樣間隔為10s，圖形強(qiáng)度因子PDOP≤6，數(shù)據(jù)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(jié)果，結(jié)束觀測時再量一次天線高以作校核。

2.4.4 水平位移監(jiān)測點觀測方法

水平位移監(jiān)測點觀測是在監(jiān)測點上架設(shè)GPS儀器，儀器有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥6顆，觀測時段長度≥60min數(shù)據(jù)采樣間隔為10s，圖形強(qiáng)度因子PDOP≤6，數(shù)據(jù)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(jié)果，結(jié)束觀測時再量一次天線高以作校核。

2.5 數(shù)據(jù)的綜合信息處理

為了實現(xiàn)礦山的動態(tài)監(jiān)控，除了需要使用專用的監(jiān)控設(shè)備外，還需要使用專業(yè)的數(shù)據(jù)梳理技術(shù)來確保對礦山情況進(jìn)行全面研究，并根據(jù)環(huán)境需要進(jìn)行綜合處理。建立用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計和存儲的專用數(shù)據(jù)庫，要針對不同信息建立統(tǒng)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(shù)據(jù)，需要使用數(shù)據(jù)分析技術(shù)來進(jìn)一步挖掘和開發(fā)數(shù)據(jù)，并研究不同的影響因素，變化趨勢，分析各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，通過尋找規(guī)律來獲得更合適的環(huán)境保護(hù)方法。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計的同時，還必須建立一個特殊的數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)對環(huán)境變化的預(yù)測，并且通過更深入的處理還有利于取值、挖掘環(huán)境規(guī)律。

3 結(jié)語

為了更好的保護(hù)尊重湖南湘潭錳礦區(qū)礦山地質(zhì)的環(huán)境，提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)綠色覆蓋回復(fù)率，就需要理論結(jié)合實際，結(jié)合實際的需要，選擇合適的技術(shù)。因此需要各方做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)資金確定技術(shù)的使用。通過對湖南湘潭錳礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測治理的過程和方法探討，利用大數(shù)據(jù)分析等方式，挖掘礦山價值，全面地保護(hù)環(huán)境。探討相關(guān)技術(shù)的要求，幫助環(huán)境整治人員能夠更好地利用相關(guān)技術(shù)。