基于遙感的礦山環(huán)境監(jiān)測——以廣東云浮硫鐵礦為例

■李小非

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院　廣東　廣州　510080）

基于遙感的礦山環(huán)境監(jiān)測——以廣東云浮硫鐵礦為例

■李小非

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院廣東廣州510080）

本文論述了基于遙感的礦山環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)源、技術(shù)路線和技術(shù)方法。以廣東云浮硫鐵礦為例，開展了礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染、礦山環(huán)境恢復(fù)治理遙感監(jiān)測；研究監(jiān)測結(jié)果，對云浮硫鐵礦礦山環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出對策與建議。

遙感礦山環(huán)境監(jiān)測云浮硫鐵礦

我國是世界礦業(yè)大國，長期礦產(chǎn)資源開發(fā)在帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也給礦山環(huán)境帶來了一系列問題，在一些地區(qū)已經(jīng)嚴(yán)重影響人民正常生產(chǎn)生活，成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。礦山開采活動(dòng)誘發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題與礦產(chǎn)種類、開采方式、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、以及礦山企業(yè)規(guī)模和管理體制等密切相關(guān)。我國地域遼闊，礦產(chǎn)資源種類眾多，因此產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問題也是多樣化的；但是，主要的礦山環(huán)境問題可以歸納為：礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染等幾類。

1　研究區(qū)域概括與數(shù)據(jù)源

1.1研究區(qū)概括

云浮硫鐵礦1988年建成投產(chǎn)，是我國少有的特大型硫鐵礦礦床,其礦石質(zhì)量及儲(chǔ)量居于全國之冠,是世界第二大硫鐵礦，成為我國最大的硫鐵礦生產(chǎn)基地和唯一的硫鐵礦出口基地。云浮硫鐵礦的主要開采對象為黃鐵礦，主要用于工業(yè)制取硫酸，浮選后的貧礦尾砂被作為廢棄礦物堆放在尾礦庫生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣二氧化硫，是環(huán)境酸化的重要前驅(qū)物，是造成空氣污染的主要物質(zhì)之一，對人體健康危害很大。

1.2數(shù)據(jù)源

研究數(shù)據(jù)源采用2013年度廣東省土地變更遙感調(diào)查數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型為TH1，空間分辨率優(yōu)于2.5米，獲取時(shí)間為2013年3月份。該數(shù)據(jù)能夠滿足礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染、礦山環(huán)境恢復(fù)治理等內(nèi)容的遙感監(jiān)測工作。

2　技術(shù)方法

2.1技術(shù)路線

圖1　礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測技術(shù)路線圖

采用遙感數(shù)據(jù)與其他多源數(shù)據(jù)相結(jié)合、目視解譯法與人機(jī)交互解譯相結(jié)合、野外實(shí)地調(diào)查與室內(nèi)綜合研究相結(jié)合的技術(shù)路線來開展礦山環(huán)境遙感監(jiān)測（圖1）。

2.2技術(shù)方法

首先收集云浮硫鐵礦礦區(qū)遙感影像數(shù)據(jù)，以及其他地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)；其次進(jìn)行人機(jī)交互的方式進(jìn)行影像的解譯，通過大量的野外踏勘工作，建立礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染、礦山環(huán)境恢復(fù)治理等主要監(jiān)測內(nèi)容的遙感解譯標(biāo)志；然后根據(jù)建立的解譯標(biāo)志，進(jìn)行主要信息的提取，包括礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染、礦山環(huán)境恢復(fù)治理等遙感信息，并進(jìn)行野外驗(yàn)證工作，填寫相關(guān)記錄表格和拍攝野外照片，同時(shí)進(jìn)一步完善解譯標(biāo)志；最后制作遙感檢測圖，并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行研究分析，提出相關(guān)的對策建議。

3　遙感監(jiān)測結(jié)果

通過2012年、2013年兩期遙感影像對比，表明云浮硫鐵礦礦山環(huán)境問題區(qū)在礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染和礦山環(huán)境恢復(fù)治理等方面存在較多問題。

3.1礦山開發(fā)占地遙感監(jiān)測

云浮硫鐵礦作為亞洲最大露天硫鐵礦生產(chǎn)基地，礦山開發(fā)占地面積巨大，主要為采場和固體廢棄物占地。本區(qū)礦山開發(fā)占地主要在東南部變化較大，多個(gè)采坑有加深趨勢，并且新修了道路（圖2）。

圖2　云浮硫鐵礦礦山開發(fā)占地遙感監(jiān)測圖

3.2礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測

云浮硫鐵礦常見的地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、塌陷、采空區(qū)冒落、泥石流等，其中泥石流災(zāi)害最為嚴(yán)重。礦區(qū)滑坡主要為采場邊坡滑坡，以構(gòu)造帶軟弱層滑坡類型為主。塌陷多發(fā)生在剝離臺(tái)階邊坡和境外高陡山坡、排土場等部位。云浮硫鐵礦是一座由地采轉(zhuǎn)為露采的大型礦山，形成了12個(gè)采空區(qū)，局部地段已出現(xiàn)下沉、開裂等不良跡象，作業(yè)中空區(qū)冒落或塌陷將嚴(yán)重威脅大型采礦設(shè)備和人員的安全（圖3）。

圖3　云浮硫鐵礦礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測圖

3.3礦山環(huán)境污染遙感監(jiān)測

本區(qū)礦山環(huán)境污染比較嚴(yán)重，分為植被污染、土壤污染、粉塵污染和水體污染四類，主要為礦山粉塵污染和酸性水水污染，監(jiān)測結(jié)果表明大臺(tái)尾礦庫局部明顯干枯，水體污染較嚴(yán)重（圖4）。

圖4　云浮硫鐵礦水體污染遙感監(jiān)測圖

3.4礦山環(huán)境恢復(fù)治理遙感監(jiān)測

云浮硫鐵礦位于云浮市中心城區(qū)西北角，采礦極大的破壞地表景觀和人文景觀。本區(qū)礦山環(huán)境恢復(fù)治理效果較好，既有工程措施也有生物措施，采面臺(tái)階多開展復(fù)綠，小型廢棄排土場開墾為林草地,對陡坡開展植樹護(hù)坡。

4　對策與建議

4.1礦山粉塵污染對策

云硫防治粉塵和廢氣的主要措施有：修建混凝土或?yàn)r青公路，植樹綠化，邊坡植草，減少粉塵飛揚(yáng)。對采場作業(yè)平臺(tái)、運(yùn)輸干線灑水降塵。

預(yù)防塵肺必須首先抓好降低生產(chǎn)環(huán)境空氣中的粉塵濃度，不斷提高作業(yè)場所的粉塵濃度的合格率。并強(qiáng)調(diào)接塵人員的個(gè)人保護(hù)，嚴(yán)格遵守防塵操作規(guī)程，以減少粉塵吸入，可以有效地控制塵肺病的發(fā)生。

4.2礦山地質(zhì)災(zāi)害防治對策

（1）滑坡防治：根據(jù)各地段邊坡地質(zhì)構(gòu)造、巖層結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性和滑坡的特點(diǎn)，分別采取削坡減載、設(shè)擋土墻、封閉坡面、砌體護(hù)坡、打抗滑樁、植被等方法進(jìn)行滑坡防治。

（2）崩塌防治：礦坑邊坡崩塌防治主要是采取緩坡減載、砌體加固和避免超高剝采的方法；礦坑外山坡崩塌主要采取防排水溝，砌擋土壩、種樹植被等方法；對谷溝易誘發(fā)崩塌或滑坡地段，采用填溝排土充填，穩(wěn)定巖體的方法；排土場塌陷采用排土分段夯實(shí)排卸，避免高位排土誘發(fā)塌陷。

（3）地面塌陷防治：采空區(qū)處理主要是應(yīng)用深孔爆破法，通過加深正常爆破孔，加大炸藥單耗爆破，使空場上部巖體崩落充填空場。

（4）泥石流防治：云浮硫鐵礦泥石流主要分布在礦區(qū)山前和山后，根據(jù)其分布特征，分別采取不同的工程措施：對山前烏石嶺、三水圍等地泥石流易發(fā)區(qū)采取源頭截水、修筑谷坊群壩、攔蓄庫、邊坡防護(hù)等工程防治措施；對山后的幾個(gè)大排土場分別在其前緣建筑一、二級(jí)攔砂壩，阻攔排土場泥石向下游沖流。我礦在泥石流治理中，堅(jiān)持工程防治措施與生物土壤措施相結(jié)合、攔蓄與清理相結(jié)合、泥石流防治與酸性水處理相結(jié)合，并按輕重緩急分期實(shí)施的方針進(jìn)行。

5　結(jié)論

本文以云浮硫鐵礦礦山環(huán)境監(jiān)測為例，論述了礦山環(huán)境監(jiān)測的方法與技術(shù)，總結(jié)分析了礦山環(huán)境監(jiān)測的結(jié)果，并提出了相關(guān)的對策建議，得出如下結(jié)論：

（1）遙感技術(shù)用于礦山環(huán)境監(jiān)測已成為非常有效的手段，它具有獲取數(shù)據(jù)速度快、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，可以為國土管理部門及時(shí)提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)，有利于保護(hù)礦山環(huán)境。

（2）通過開展云浮硫鐵礦礦山環(huán)境監(jiān)測工作，發(fā)現(xiàn)主要存在的礦山環(huán)境問題為：礦山開發(fā)占地、礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山環(huán)境污染、礦山環(huán)境恢復(fù)治理。

（3）針對發(fā)現(xiàn)的礦山環(huán)境問題提出了具體的對策建議。

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-299-2

李小非（1986～），男，助理工程師，研究方向?yàn)閲临Y源領(lǐng)域遙感與GIS應(yīng)用。