范治強(qiáng)

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽 宿州 234000）

在以往的地質(zhì)勘查中，由于缺少高清影像數(shù)據(jù)的支持，導(dǎo)致地質(zhì)勘查相對(duì)均方誤差大，無法獲得高精準(zhǔn)的地質(zhì)勘查結(jié)果，證明以往的地質(zhì)勘查方法在實(shí)際應(yīng)用中存在很大局限性[1]。因此，針對(duì)礦山工程中地質(zhì)勘查的優(yōu)化研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠提高礦山工程中地質(zhì)勘查精度。與此同時(shí)，隨著礦山工程中地質(zhì)勘查的不斷深入，必然會(huì)對(duì)礦山環(huán)境造成一定程度上的破壞。勢(shì)必會(huì)影響礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，所以，礦山工程施工中對(duì)生態(tài)環(huán)境治理工作同樣具有十分重要的作用，必須加大對(duì)其的治理程度。目前在國(guó)內(nèi)針對(duì)礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理方面的研究雖然并不少見，但大多研究重點(diǎn)較為相似，主要側(cè)重于理論層面，未引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，難以取得實(shí)質(zhì)性的成果，導(dǎo)致礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理率低，無法切實(shí)提高礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理效率[2]。因此，未彌補(bǔ)傳統(tǒng)礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理存在的缺陷，對(duì)礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策的優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為歷史必然，也是目前學(xué)術(shù)界的主流研究方向?；诖耍疚尼槍?duì)礦山工程中，在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，提出生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策，致力于為促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)出一份堅(jiān)實(shí)的力量。

1 礦山工程中地質(zhì)勘查

1.1 確定地質(zhì)勘查位置

進(jìn)行礦山工程地質(zhì)勘查前，第一步要確定地質(zhì)勘查位置，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的勘查點(diǎn)，第二步是應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行探測(cè)工作，以了解礦山地質(zhì)平面分布形態(tài)以及地質(zhì)構(gòu)造[3]。將被選取的勘查點(diǎn)作為礦山地質(zhì)勘查的基準(zhǔn)，為下文獲取礦山地質(zhì)勘查影像提供基礎(chǔ)點(diǎn)位支持。

1.2 獲取地質(zhì)勘查影像

在選取礦山地質(zhì)勘查點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于遙感技術(shù)獲取礦山地質(zhì)勘查影像，將高分辨率的遙感影像與需要勘查的礦山地質(zhì)圖進(jìn)行同屏套合顯示，進(jìn)而獲取礦山地質(zhì)勘查影像。基于遙感技術(shù)獲取礦山地質(zhì)勘查影像的具體流程，如圖1所示。

圖1 礦山地質(zhì)勘查影像獲取流程

從圖1中可以看出，應(yīng)用遙感技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)勘查影像進(jìn)行捕捉，可實(shí)現(xiàn)圖像的具體分類。若設(shè)定遙感數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，將所獲得的礦山地質(zhì)勘查影像進(jìn)行分割，得到詳細(xì)的勘查區(qū)域地質(zhì)專題相關(guān)信息。再應(yīng)用高分辨率遙感技術(shù)提取多種分類輔助信息，進(jìn)一步提高礦山工程中地質(zhì)勘查的精準(zhǔn)度。

1.3 處理地質(zhì)勘查影像

由于基于遙感技術(shù)獲取礦山地質(zhì)勘查的影像是單個(gè)像元，本文基于遙感技術(shù)通過影像融合的方法將具有相似性質(zhì)的圖像進(jìn)行融合重組，得到新的圖像。與礦山地質(zhì)勘查得到的常規(guī)圖像進(jìn)行比對(duì)，查找出區(qū)域地質(zhì)勘查工作中特殊地層的異常參數(shù)，輸入到圖像處理軟件中，快速得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所需的地質(zhì)勘查圖像。得到以上信息后，對(duì)礦山地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)還需進(jìn)一步處理，具體包含了水文地質(zhì)圖像、地質(zhì)成果報(bào)告、監(jiān)測(cè)井相關(guān)數(shù)據(jù)、地形地貌情況等等，收集好的了相關(guān)資料后方可進(jìn)行勘查數(shù)據(jù)的初始化制作。操作步驟為：在規(guī)定尺寸的方格網(wǎng)上繪制地質(zhì)剖面圖，圖例可將礦區(qū)地形、地貌、地質(zhì)等特征清晰展示出來，同時(shí)也可幫助地質(zhì)勘查邊界線數(shù)據(jù)的整合與分類。從而提升區(qū)域礦山地質(zhì)勘查精度。通過掃描方式得到了在規(guī)格方格網(wǎng)上水文地質(zhì)剖面圖，利用MapGIS中的圖像編輯功能進(jìn)行矢量化編輯，對(duì)于得到勘查影像中出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行核查，篩選出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，再次進(jìn)行成圖處理。了解到礦山地質(zhì)勘查區(qū)影像數(shù)據(jù)的屬性，在遙感技術(shù)的協(xié)助下使我們得到的地質(zhì)圖像更加精準(zhǔn)，利于制定地層相關(guān)數(shù)據(jù)表格，最后得到彩色的礦山地質(zhì)勘查圖像。

1.4 實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查

通過基于遙感技術(shù)處理礦山地質(zhì)勘查影像，運(yùn)用遙感技術(shù)勘查礦山地質(zhì)時(shí)，首先將要了解各個(gè)區(qū)域地質(zhì)情況及地質(zhì)特征，避免出現(xiàn)盲目勘查的現(xiàn)象，本文采用遙感技術(shù)勘查區(qū)域礦山地質(zhì)信息。按照理想的勘查位置進(jìn)行鉆孔，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)勘查區(qū)域礦山地質(zhì)。在得到區(qū)域礦山地質(zhì)勘查信息后，根據(jù)區(qū)域礦山地質(zhì)勘查信息，實(shí)現(xiàn)礦山工程中的地質(zhì)勘查。

2 礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策

在實(shí)現(xiàn)礦山工程中地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，為保證礦山的可持續(xù)發(fā)展，提出生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策，本文提出的生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策具體內(nèi)容，如下文所述。

2.1 獲取礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)

在礦山生態(tài)環(huán)境治理過程中，本文基于三維激光掃描儀技術(shù)，獲取礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)?；谌S激光掃描儀獲取礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)的具體流程為：首先，選取礦山生態(tài)環(huán)境離散點(diǎn)，圈定礦山生態(tài)環(huán)境治理區(qū)域；再通過三維激光掃描儀，根據(jù)激光線方向設(shè)置合理的步長(zhǎng)，獲取礦山生態(tài)環(huán)境治理區(qū)域中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合。在此過程中，對(duì)于三維激光掃描儀步長(zhǎng)的確定可通過計(jì)算的方式加以體現(xiàn)，設(shè)三維激光掃描儀步長(zhǎng)的表達(dá)式為y，可得公式（1）。

公式（1）中，y2指的是激光線方向第二個(gè)礦山生態(tài)環(huán)境離散點(diǎn)的投影長(zhǎng)度；1y指的是激光線方向第一個(gè)礦山生態(tài)環(huán)境離散點(diǎn)的投影長(zhǎng)度。通過公式（1），得出三維激光掃描儀步長(zhǎng)，在此基礎(chǔ)上，通過曲線擬合的方式擬合三維激光掃描儀步長(zhǎng)下獲取的礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)，假定礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)與三維激光掃描儀步長(zhǎng)存在曲線方程關(guān)系，利用方程式可實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)綜合獲取，設(shè)此過程的目標(biāo)函數(shù)為p，可得公式（2）。

公式（2）中，F(xiàn)指的是礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)瞬間切向量坐標(biāo)；x指的是二個(gè)礦山生態(tài)環(huán)境離散點(diǎn)之間的距離；G指的是三維激光點(diǎn)云搜索最大范圍；z指的是三維激光掃描角度。通過公式（2），可實(shí)現(xiàn)基于三維激光掃描儀獲取礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為后續(xù)構(gòu)建三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 構(gòu)建礦山工程中三維生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系

在基于三維激光掃描儀獲取礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系。本文通過三維激光掃描儀技術(shù)保證礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)的非自由處置性，為了有針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理，繪制三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系。在三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系中，Y軸指的是向下方向的縱軸；Z軸指的是三維激光掃描儀發(fā)射的激光線；X軸指的是向上方向的橫軸。礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠在三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系中自由分布。以此，得到三維礦山生態(tài)環(huán)境治理指標(biāo)體系。

2.3 定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)

基于露天坑的閉坑治理或尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理特殊地形治理難度高的問題，為進(jìn)一步精準(zhǔn)獲取礦山生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，還需要定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)。定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境點(diǎn)云數(shù)據(jù)的具體流程為：首先，用V8配套預(yù)處理軟件輸入實(shí)際坐標(biāo)，生成三維坐標(biāo)文件，確定校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在坐標(biāo)格網(wǎng)的方格；然后，定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)。定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方程式，如公式（3）所示。

公式（3）中，U(X,Y,Z)指的是經(jīng)過定向校準(zhǔn)處理的礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo)格網(wǎng)平面上的三維點(diǎn)；T指的是對(duì)原礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)的一種操作，其定義在三維空間領(lǐng)域。通過公式（3）可以定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，提高礦山生態(tài)環(huán)境治理數(shù)據(jù)的精度。最后，通過拼接的方式，剔除不合格礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，按比例尺展出，實(shí)現(xiàn)三維激光掃描數(shù)據(jù)建模。

2.4 實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理

根據(jù)校準(zhǔn)后新的礦山生態(tài)環(huán)境治理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以提高礦山生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)率為首要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理。針對(duì)露天坑的閉坑治理或尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理，礦體邊坡的外部區(qū)域可以堆放巖塊，對(duì)于排土場(chǎng)的治理可采用土地復(fù)墾方案，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)治理工作的具體辦法為，增設(shè)攔砂壩，泥沙沖刷區(qū)域進(jìn)行回填，避免水土流失的情況進(jìn)一步加劇，礦山工程是施工產(chǎn)生的廢棄物需要進(jìn)行科學(xué)處理。礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策總述表，如表1所示。

表1 礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策總述表

結(jié)合表1所示，充分表明了礦山工程施工中對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的必要性。在地方政府推動(dòng)下，針對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境的治理工作有了一些可行性的方案，將工程施工中產(chǎn)生的廢土廢石利用起來，建成防護(hù)堤，阻擋了從坡面流下的泥沙，在一定程度上減少人工成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理。

3 結(jié)語(yǔ)

通過上述分析，能夠證明本文提出礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策的有效性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化研究的必要性。因此，有理由相信通過本文研究，能夠解決傳統(tǒng)礦山工程中地質(zhì)勘查及生態(tài)環(huán)境治理中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未設(shè)計(jì)實(shí)例分析，對(duì)本次提出礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策在實(shí)際應(yīng)用中的可行性進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對(duì)策的可信度。這一點(diǎn)，在未來針對(duì)此方面的研究中可以加以補(bǔ)足。與此同時(shí)，還需要對(duì)礦山工程中地質(zhì)勘查方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，以此為提高礦山工程中地質(zhì)勘查質(zhì)量提供建議。