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        遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析

        2020-05-16 05:55:32劉東生
        世界有色金屬 2020年4期
        關(guān)鍵詞:遙感技術(shù)礦山環(huán)境

        劉東生

        (吉林省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站(吉林省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)中心),吉林 長春 130000)

        隨著技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)也隨之發(fā)展起來,從而廣泛應(yīng)用到行業(yè)之中。在監(jiān)測礦山地質(zhì)環(huán)境過程中,充分利用遙感技術(shù)可清楚了解危險(xiǎn)源以及危險(xiǎn)發(fā)生的相關(guān)原因,從而進(jìn)行有效管理,避免安全事故出現(xiàn),與此同時(shí)積極保護(hù)礦山周圍環(huán)境。

        1 簡要分析遙感監(jiān)測技術(shù)

        遙感監(jiān)測技術(shù)主要利用的是電磁輻射,對(duì)光學(xué)或電子學(xué)探測目標(biāo)所輻射的信息加以接收和記錄,再經(jīng)過加工,最終成像。遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測過程中通過所輻射的紅外線可發(fā)現(xiàn)不同的磁力,從而獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果。對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的有關(guān)監(jiān)測就是通過建立計(jì)算機(jī)處理平臺(tái),調(diào)查分析礦山以及周圍的地質(zhì)環(huán)境,采集有關(guān)數(shù)據(jù)之后,再將信息數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,精細(xì)化地處理有關(guān)數(shù)據(jù),評(píng)估后通過計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)共享,當(dāng)?shù)V山地質(zhì)環(huán)境發(fā)生有關(guān)變化時(shí),數(shù)據(jù)信息也會(huì)發(fā)生變化,有關(guān)企業(yè)和單位能夠根據(jù)監(jiān)測信息對(duì)礦山加以管理,再向外界說明礦山地質(zhì)環(huán)境方面的有關(guān)消息。

        2 我國礦山地質(zhì)環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀

        礦山地質(zhì)環(huán)境主要指的是礦山在開采過程中形成的地質(zhì)災(zāi)害、地下水資源破壞、地形地貌景觀破壞和土地資源破壞。我國國土面積大,因此礦山也比較多,而每一個(gè)礦山的地質(zhì)環(huán)境均有所不同,因此在開采礦山之前需做好地質(zhì)環(huán)境的勘查工作。礦山地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),在開采時(shí)會(huì)影響到周圍環(huán)境。一般情況下,如果未合理開采,開采后會(huì)發(fā)生地面塌陷(多是因?yàn)檫^度開采導(dǎo)致地下采空,含水層發(fā)生較大改變,從而影響地層變形)、地裂縫(多是因?yàn)檫^度開采導(dǎo)致地層水分不均勻)、崩塌以及滑坡災(zāi)害(多是因?yàn)槁短扉_采過于頻繁導(dǎo)致礦山植被層被嚴(yán)重破壞,繼而使得表土層失去固定作用;礦山所開采的固體廢棄物未按照標(biāo)準(zhǔn)處理,一旦遭遇雨季或其他外力情況時(shí),將極易發(fā)生坍塌情況)等負(fù)面情況(見圖1),導(dǎo)致居民無法再在此處居住。除此之外,在開采礦山時(shí),相關(guān)工作人員的安全也非常重要,一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害將嚴(yán)重威脅到工作人員的生命健康安全。實(shí)際調(diào)查顯示,開采礦山會(huì)產(chǎn)生一些固體廢棄物,有的固體廢棄物含有重金屬,有的固體廢棄物被丟棄在露天環(huán)境下,導(dǎo)致對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測造成負(fù)面影響;有的廢棄物占地面積廣,很有可能占用耕地或林地,在清理過程中難度大,速度慢,對(duì)自然資源的影響和破壞程度極強(qiáng);部分有毒物質(zhì)滲入到地下水中將造成重大危害,無法有效清理[1]。

        圖1 衛(wèi)星遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

        3 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

        遙感技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:其一,監(jiān)測崩塌前的礦山、采礦空塌陷區(qū)、評(píng)估礦山地質(zhì)災(zāi)害;其二,監(jiān)測礦山污染;其三,監(jiān)測廢棄固體廢棄物等。

        3.1 遙感技術(shù)用于監(jiān)測崩塌前的礦山、監(jiān)測采礦空塌陷區(qū)、預(yù)警礦山地質(zhì)災(zāi)害

        使用遙感技術(shù)監(jiān)測礦山地質(zhì)環(huán)境時(shí),部分崩塌的礦山圖像會(huì)顯示出弧形或者直線型。例如,TM圖像能夠準(zhǔn)確反映出礦山地質(zhì)的具體情況,但是對(duì)于山體崩塌情況反映不夠準(zhǔn)確;SPOT5圖像能夠彌補(bǔ)TM圖像的不足之處,搭配TM圖像與SPOT5圖像使用能夠顯著提高監(jiān)測效果。使用遙感技術(shù)監(jiān)測塌陷區(qū)域的礦山時(shí),遙感成像圖將會(huì)準(zhǔn)確顯示具體的塌陷區(qū)域,部分圖像呈橢圓形,部分圖像呈環(huán)形斑點(diǎn)。TM圖像呈現(xiàn)的圖像情況會(huì)因?yàn)榈V物含量元素的不同出現(xiàn)或明或暗特點(diǎn),此時(shí)再充分結(jié)合SPOT213波段能夠清楚顯示圖像狀況,為后期地質(zhì)情況的具體分析提供參考依據(jù)。

        調(diào)查研究顯示,由于我國遙感技術(shù)在不同地區(qū)有著不同政策,因此在不同礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中,遙感技術(shù)的精度存在差異[2]。例如,市轄區(qū)所使用的遙感技術(shù)空間分辨率比較高,偏遠(yuǎn)山區(qū)所使用的遙感技術(shù)空間分辨率比較低,因此使得市轄區(qū)所獲得的圖像精確度的準(zhǔn)確度高于偏遠(yuǎn)地區(qū),但是事實(shí)上礦山的開采大多集中在偏遠(yuǎn)山區(qū)。

        部分礦山在使用遙感技術(shù)時(shí)監(jiān)測地質(zhì)環(huán)境區(qū)域面積不大,因此需將傳統(tǒng)監(jiān)測方式與遙感技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,最終顯著提高地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測效果。對(duì)已經(jīng)開采完的礦山地區(qū),需嚴(yán)密監(jiān)測周圍環(huán)境,以期合理利用。對(duì)于正在開采中的礦山地質(zhì)環(huán)境,使用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測能夠幫助相關(guān)企業(yè)或單位充分利用此地區(qū)。對(duì)礦山開采過程中的尾礦或露天采礦場等均需及時(shí)處理,在使用遙感技術(shù)時(shí)還需嚴(yán)格監(jiān)測礦山道路、采礦占地面積等,合理利用有限的土地資源。有關(guān)實(shí)踐表明,空間分辨率在2.5m以上的遙感數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確識(shí)別尾礦庫(正在使用中或者被廢棄的尾礦庫)。

        在開采礦山時(shí),如果未有效處理礦井,將在很大程度上影響到當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的地貌狀況,繼而出現(xiàn)地表失衡狀況。如果地表破壞情況較為嚴(yán)重,將有可能導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

        3.2 遙感技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測礦山污染

        遙感技術(shù)能夠?qū)﹂_采過程中所產(chǎn)生的廢棄物加以監(jiān)測。如果廢棄物未經(jīng)過有效處理,勢(shì)必會(huì)對(duì)礦山環(huán)境造成一定程度的污染。例如,在開采石灰?guī)r地質(zhì)礦山項(xiàng)目過程中,往往會(huì)出現(xiàn)大量的粉塵問題,采用遙感技術(shù)加以監(jiān)測是波段上會(huì)清除顯示亮白色,相關(guān)工作人員可針對(duì)此種情況提前做好防范措施。相關(guān)工作人員也可充分利用光譜圖對(duì)礦山開采過程中所產(chǎn)生的廢水問題加以合理監(jiān)測,分析水體中的主要成分,從而預(yù)防其污染地下水。

        3.3 遙感技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測廢棄固體廢棄物

        在開采礦山時(shí),廢棄固體廢棄物(壓占、露天開采形成的裸露巖石等)的產(chǎn)生屢見不鮮。如果未合理處理廢棄固定物,將會(huì)對(duì)山體環(huán)境造成重大破壞,影響周圍居民的生存環(huán)境。采用遙感技術(shù)監(jiān)測過程中可清楚顯示被破壞的地貌,從而讓相關(guān)部門采取措施,防止環(huán)境污染。

        4 結(jié)語

        綜上所述,遙感技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中至關(guān)重要——充分利用好遙感技術(shù)能夠在很大程度上改善開采礦山所帶來的負(fù)面影響。

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