基于3S技術(shù)礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控及防治研究

周維星

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

有色金屬開(kāi)采是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本保障，為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著金屬礦區(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率逐漸上升，不僅影響了區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也對(duì)安全生產(chǎn)及效益增收造成不利?；?S技術(shù)平臺(tái)下，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控操作需配合高端技術(shù)，建立高科技平臺(tái)實(shí)施綜合防治。

1 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

貴州省是我國(guó)金屬礦存儲(chǔ)量位居前列的大省之一，早在2002年，貴州省勘查發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)達(dá)到110種以上，礦床、礦點(diǎn)超過(guò)3000處。其中，黑色金屬、有色金屬、貴金屬等礦石的存儲(chǔ)量位居全國(guó)前列。隨著金屬礦大規(guī)模開(kāi)采，礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率持續(xù)上升，如何消除地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)隱患，必須依賴于高科技設(shè)定災(zāi)害監(jiān)控系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，貴州省礦區(qū)生產(chǎn)引起地質(zhì)災(zāi)害超過(guò)30次，主要包括：滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，造成經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)800萬(wàn)元。從礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展角度考慮，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害實(shí)施綜合監(jiān)控及防治處理，有助于提高礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)效率，提升金屬采礦生產(chǎn)效益。

2 基于3S技術(shù)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控特點(diǎn)

（1）技術(shù)性。"3S"是遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)(GIS)的簡(jiǎn)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)相結(jié)合。礦區(qū)3S技術(shù)監(jiān)控中，3S技術(shù)憑借其先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為礦區(qū)人員提供精確的地質(zhì)信息，維持現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程安全與可靠性。

（2）功能性。地質(zhì)災(zāi)害具有不可抗拒性，設(shè)定監(jiān)控系統(tǒng)可提前通告采礦人員，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采取針對(duì)性的防護(hù)方案。以滑坡災(zāi)害為例，3S技術(shù)可以設(shè)定多元化的監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)監(jiān)控區(qū)進(jìn)行功能化操作。例如，現(xiàn)有3S監(jiān)控中擬建的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將包含以下主要子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)獲取與提取系統(tǒng)；空間數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；決策系統(tǒng)。

（3）協(xié)調(diào)性。3S系統(tǒng)可以設(shè)定成多個(gè)不同的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間合作分工執(zhí)行監(jiān)控人物，提供不同的功能，可以有效實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是預(yù)防預(yù)報(bào)地質(zhì)災(zāi)害的有效手段，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。此外，3S技術(shù)多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用，為監(jiān)控人員提供有效信息資源。

3 基于3S技術(shù)地質(zhì)災(zāi)害的防治系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)獲取與提取系統(tǒng)。數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括遙感數(shù)據(jù)、GPS和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、野外調(diào)查數(shù)據(jù)等。該系統(tǒng)中將充分發(fā)揮RS可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料；獲取信息的速度快，周期短；獲取信息受條件限制少；獲取信息的手段多，信息量大等特點(diǎn)，為系統(tǒng)提供地質(zhì)災(zāi)害的綜合信息。同時(shí)利用GPS的定位功能提供目標(biāo)的詳細(xì)地理坐標(biāo)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以彌補(bǔ)RS和GPS的缺陷，為系統(tǒng)提供更加精確的原始數(shù)據(jù)。

（2）空間數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)中主要發(fā)揮GIS強(qiáng)大的空間查詢、分析和處理功能。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、處理和更新；空間分析和統(tǒng)計(jì)、圖形編輯等；同時(shí)利用GIS特有的空間分析功能，結(jié)合遙感資料，可以在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行空間疊加分析、緩沖區(qū)分析、三維模型分析等?？煞从车刭|(zhì)災(zāi)害的分布特征，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)具有指導(dǎo)意義。

（3）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是擬建的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要目的，是災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的重要方式，該子系統(tǒng)將充分發(fā)揮GPS和RS的數(shù)據(jù)更新能力，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化來(lái)反映災(zāi)情的變化，為災(zāi)害防治提供依據(jù)。

（4）決策系統(tǒng)。礦區(qū)長(zhǎng)期立足于市場(chǎng)發(fā)展，要從管理學(xué)角度編制運(yùn)營(yíng)模式，從而提高整個(gè)區(qū)域的戰(zhàn)略計(jì)劃目標(biāo)。對(duì)于提高災(zāi)害防治水平，需要按照災(zāi)害防治及改良制度進(jìn)行，從管理學(xué)角度實(shí)施戰(zhàn)略改革計(jì)劃，這樣才能滿足項(xiàng)目管理及運(yùn)營(yíng)需求。建立防災(zāi)救災(zāi)的決策模型是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最終目的，可為相關(guān)部門(mén)提供科學(xué)依據(jù)。

4 礦區(qū)災(zāi)害防治存對(duì)策

（1）內(nèi)部環(huán)境。①增強(qiáng)內(nèi)控意識(shí)：現(xiàn)代礦區(qū)實(shí)現(xiàn)災(zāi)害防治創(chuàng)新改革，必須要從思想意識(shí)上調(diào)整現(xiàn)有觀念，圍繞礦區(qū)經(jīng)營(yíng)及發(fā)展需求提供戰(zhàn)略計(jì)劃，全面提高整個(gè)災(zāi)害防治環(huán)境管理水平。礦區(qū)要立足于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，結(jié)合市場(chǎng)環(huán)境變化及產(chǎn)業(yè)改革趨勢(shì)，提出符合戰(zhàn)略計(jì)劃要求的管理對(duì)策，從思想觀念上認(rèn)識(shí)到災(zāi)害防治的重要性。同時(shí)，圍繞災(zāi)害防治實(shí)施戰(zhàn)略思想革新，把礦區(qū)運(yùn)營(yíng)及戰(zhàn)略方案與災(zāi)害防治相互協(xié)調(diào)，更好地樹(shù)立災(zāi)害防治意識(shí)。②健全內(nèi)控制度：結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，編制一套符合礦區(qū)發(fā)展需求的戰(zhàn)略制度，為災(zāi)害防治及管理工作提出科學(xué)的引導(dǎo)方向。為了改變傳統(tǒng)控制決策，災(zāi)害防治模式需達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)管理機(jī)制的創(chuàng)新改造，也是礦區(qū)個(gè)性調(diào)整的基本要求。

（2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。①精準(zhǔn)定位失控環(huán)節(jié)：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是為了指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)營(yíng)，按照礦區(qū)戰(zhàn)略目標(biāo)采取相應(yīng)的控制方案，也是減小災(zāi)害防治作業(yè)難度的有效方式。精準(zhǔn)定位失控環(huán)節(jié)需從多個(gè)方面開(kāi)展工作，要求管理人員從思想觀念開(kāi)始轉(zhuǎn)型與調(diào)整，落實(shí)項(xiàng)目管理及改造方案，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)施綜合升級(jí)與改造，避免市場(chǎng)變化帶來(lái)的諸多風(fēng)險(xiǎn)隱患，也是健全災(zāi)害防治制度的有效方式。②構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制：參照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，礦區(qū)要及時(shí)調(diào)整現(xiàn)有的管理機(jī)制，對(duì)災(zāi)害防治管理及時(shí)實(shí)施優(yōu)化改革，共同降低外在因素造成的風(fēng)險(xiǎn)隱患，這些都是事先風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)的關(guān)鍵。為了改變?cè)械娘L(fēng)險(xiǎn)控制模式，要從礦區(qū)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，把風(fēng)險(xiǎn)損失控制在最小范圍內(nèi)，不斷提高風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制與操控效率，這些都是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理需要考慮的問(wèn)題。

（3）信息與溝通。①提高信息質(zhì)量：對(duì)于日常運(yùn)營(yíng)階段產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，礦區(qū)要考慮其內(nèi)在價(jià)值及指導(dǎo)價(jià)值，及時(shí)收錄相關(guān)信息資料作為儲(chǔ)備，為信息交流與溝通提供良好的平臺(tái)。不同類(lèi)型的信息容量也不一樣，對(duì)于災(zāi)害防治產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，要收錄到礦區(qū)災(zāi)害防治數(shù)據(jù)庫(kù)中作為指導(dǎo)方向，這些才能更好地完成災(zāi)害防治目標(biāo)。②建立溝通制度：礦區(qū)可以參照國(guó)有礦區(qū)內(nèi)控模式，選定某個(gè)特殊的經(jīng)濟(jì)組織結(jié)構(gòu)，對(duì)內(nèi)部運(yùn)營(yíng)情況實(shí)施綜合監(jiān)控，及時(shí)檢查災(zāi)害防治是否存在異常問(wèn)題，全面提高內(nèi)部監(jiān)控管理效率。通常，礦區(qū)可編制監(jiān)控委員會(huì)，由家族成員及公司人員共同參與項(xiàng)目管理，對(duì)一些重大決策性事件進(jìn)行綜合控制，消除潛在性的風(fēng)險(xiǎn)隱患，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控檢查目標(biāo)最優(yōu)化，增強(qiáng)了礦區(qū)災(zāi)害防治競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)論

3S技術(shù)主要是采取綜合監(jiān)控與專項(xiàng)防治方案，綜合監(jiān)控是從多個(gè)方面進(jìn)行調(diào)控，按照礦區(qū)災(zāi)害防治及市場(chǎng)調(diào)整趨勢(shì)，提出切實(shí)可行的戰(zhàn)略方案，具有統(tǒng)籌兼顧的特點(diǎn)，包含了礦區(qū)運(yùn)行管理的各個(gè)方面。

一般來(lái)說(shuō)，從管理層到基層員工，都必須全面參與整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃，才能提供多個(gè)方面的管理保障，避免地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

[1]張建坤，黃聲享.GPS技術(shù)在滑坡變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].地理空間信息.2015(06)

[2]李成鋼.GPS/CORS地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)及其誤差分析[J].測(cè)繪通報(bào).2014(09)