礦山工程中地質(zhì)勘查及生態(tài)環(huán)境治理對策

范治強

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊，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)勘查方法在實際應(yīng)用中存在很大局限性[1]。因此，針對礦山工程中地質(zhì)勘查的優(yōu)化研究是具有現(xiàn)實意義的，能夠提高礦山工程中地質(zhì)勘查精度。與此同時，隨著礦山工程中地質(zhì)勘查的不斷深入，必然會對礦山環(huán)境造成一定程度上的破壞。勢必會影響礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，所以，礦山工程施工中對生態(tài)環(huán)境治理工作同樣具有十分重要的作用，必須加大對其的治理程度。目前在國內(nèi)針對礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理方面的研究雖然并不少見，但大多研究重點較為相似，主要側(cè)重于理論層面，未引進先進的技術(shù)設(shè)備，難以取得實質(zhì)性的成果，導(dǎo)致礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理率低，無法切實提高礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理效率[2]。因此，未彌補傳統(tǒng)礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理存在的缺陷，對礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策的優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)成為歷史必然，也是目前學(xué)術(shù)界的主流研究方向。基于此，本文針對礦山工程中，在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，提出生態(tài)環(huán)境治理對策，致力于為促進礦山的可持續(xù)發(fā)展貢獻出一份堅實的力量。

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)實際情況選擇合適的勘查點，第二步是應(yīng)用遙感技術(shù)進行探測工作，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)圖進行同屏套合顯示，進而獲取礦山地質(zhì)勘查影像?；谶b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)對礦山地質(zhì)勘查影像進行捕捉，可實現(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)勘查影像進行分割，得到詳細的勘查區(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)圖像進行比對，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，快速得到點云數(shù)據(jù)和所需的地質(zhì)勘查圖像。得到以上信息后，對礦山地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)還需進一步處理，具體包含了水文地質(zhì)圖像、地質(zhì)成果報告、監(jiān)測井相關(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行矢量化編輯，對于得到勘查影像中出現(xiàn)的錯誤數(shù)據(jù)進行核查，篩選出錯誤數(shù)據(jù)，再次進行成圖處理。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，運用遙感技術(shù)勘查礦山地質(zhì)時，首先將要了解各個區(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行鉆孔，基于實測數(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)境治理對策

在實現(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)境治理對策，本文提出的生態(tài)環(huán)境治理對策具體內(nèi)容，如下文所述。

2.1 獲取礦山生態(tài)環(huán)境點云數(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)境點云數(shù)據(jù)?；谌S激光掃描儀獲取礦山生態(tài)環(huán)境點云數(shù)據(jù)的具體流程為：首先，選取礦山生態(tài)環(huán)境離散點，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，獲取礦山生態(tài)環(huán)境治理區(qū)域中的點云數(shù)據(jù)集合。在此過程中，對于三維激光掃描儀步長的確定可通過計算的方式加以體現(xiàn)，設(shè)三維激光掃描儀步長的表達式為y，可得公式（1）。

公式（1）中，y2指的是激光線方向第二個礦山生態(tài)環(huán)境離散點的投影長度；1y指的是激光線方向第一個礦山生態(tài)環(huán)境離散點的投影長度。通過公式（1），得出三維激光掃描儀步長，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下獲取的礦山生態(tài)環(huán)境點云數(shù)據(jù)，假定礦山生態(tài)環(huán)境點云數(shù)據(jù)與三維激光掃描儀步長存在曲線方程關(guān)系，利用方程式可實現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境點云數(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)境點云數(shù)據(jù)瞬間切向量坐標(biāo)；x指的是二個礦山生態(tài)環(huán)境離散點之間的距離；G指的是三維激光點云搜索最大范圍；z指的是三維激光掃描角度。通過公式（2），可實現(xiàn)基于三維激光掃描儀獲取礦山生態(tài)環(huán)境點云數(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)境點云數(shù)據(jù)的非自由處置性，為了有針對性的實現(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)境治理點云數(shù)據(jù)

基于露天坑的閉坑治理或尾礦庫閉庫治理特殊地形治理難度高的問題，為進一步精準(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)境點云數(shù)據(jù)。定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境點云數(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)境治理點云數(shù)據(jù)。定向校準(zhǔn)礦山生態(tài)環(huán)境治理點云數(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)境治理點云數(shù)據(jù)坐標(biāo)格網(wǎng)平面上的三維點；T指的是對原礦山生態(tài)環(huán)境治理點云數(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)境治理點云數(shù)據(jù)，按比例尺展出，實現(xiàn)三維激光掃描數(shù)據(jù)建模。

2.4 實現(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)，實現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理。針對露天坑的閉坑治理或尾礦庫閉庫治理，礦體邊坡的外部區(qū)域可以堆放巖塊，對于排土場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)域進行回填，避免水土流失的情況進一步加劇，礦山工程是施工產(chǎn)生的廢棄物需要進行科學(xué)處理。礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策總述表，如表1所示。

表1 礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策總述表

結(jié)合表1所示，充分表明了礦山工程施工中對區(qū)域生態(tài)環(huán)境進行保護的必要性。在地方政府推動下，針對礦山生態(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，進而實現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境治理。

3 結(jié)語

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)計實例分析，對本次提出礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策在實際應(yīng)用中的可行性進行檢驗，進一步提高礦山工程中生態(tài)環(huán)境治理對策的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對礦山工程中地質(zhì)勘查方法的優(yōu)化設(shè)計提出深入研究，以此為提高礦山工程中地質(zhì)勘查質(zhì)量提供建議。