探讨遥感技术在矿山地质环境调查中的应用

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月第9期   作者:高鹏阔 赵名名 蔡振东
[导读] 遥感技术历经多年应用和发展,
        高鹏阔 赵名名 蔡振东
        赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司  内蒙古赤峰024039
        摘要:遥感技术历经多年应用和发展,现已普遍使用在很多地方,其中一个便是针对矿山地质的调查。依靠遥感技术,能够降低人工在矿山调查的时间,减少了实测的误差以及人工成本,提升了监测的精确性。遥感技术可以通过灾害体和周围物质之间较小的不同,从而分辨具体的规模和状态,能精细到灾害体的组成物质,勘探人员只需按照遥感技术自动绘制的图像,便能对各类信息了如指掌。
        关键词:遥感技术;矿山地质;调查应用
1、我国矿山地质环境的现状
        我国矿山数量较多,但是矿山地质环境之间的差异较大,所以在施行采矿前,要进行详尽的勘探和调查;在最近几年,我国矿山地质具有一些问题,严重影响了矿山地质的状况,所以要进行有效的地质环境勘探。我国矿山地质环境的现状主要存在以下两方面问题:
1.1资源损毁严重
        第一,耕地资源与林地资源损害较大,在进行露天矿石的环境勘探过程中,发现针对耕地和林地的资源破坏程度较深。在进行矿山地质环境调查过程中,发现许多固体的废弃物,尽管对固体排放的规定较为严格,然而依然有些废弃物没有得到妥善的安置,造成大量的农田、林地草地等资源被占用,而一些固体废弃物的长期堆放,致使有毒气体散发,导致农田肥力下降,不能正常生长植物,最严重的是对居民的生命健康造成威胁。
        第二,地质遗迹和景观被损毁。一般而言,地质遗迹和自然景观一旦遭到破坏,都是无法再生的自然遗产,尽管部分可以再生,但是扔需要花费很长时间以及大量资金,无法将其恢复到原貌。但是我国在地质环境调查中发现很多地方的自然遗产都受到了损毁。因此,地质环境调查人员应该做好调查工作,制定出妥善的方案,降低自然资源的损毁程度。
        第三,煤资源开发不合理。有些地方拥有丰富的煤炭资源,在矿山开发的过程中,矿山开发人员并没有进行综合的考虑,致使在开采的过程中,煤炭资源并没有得到合理的开发,给国家资源导致了严重的损失。
1.2地质灾害
        这是我国矿山地质环境中存在的又- -问题,地质灾害的种类很多,比较常见的就是滑坡、地表变形以及地裂缝。
        首先,滑坡。这是地质灾害中常见的类型,主要有三种形式:第一种是崩塌;第二种是滑坡;第三种是泥石流。而造成滑坡地质灾害的主要原因有两个,一个是露天开采,一个是产生的废弃物逐渐堆积形成斜坡,碰到特殊的天气状况,就会出现滑坡这类灾害造成的最直接的后果就是对堵塞沿线交通,尤其是遇到暴雨天气,堆积物顺着坡度一直滑到道路中,给沿线交通造成了严重的影响,很多交通线,因此被迫关闭。
        其次,地表变形,这也是我国的矿山地质灾害中常见的一种类型。这种地质灾害,对道路地基破坏十分严重,甚至会出现地面漏斗的现象,地面漏斗是沉降的一种表现形式,其主要是因为井工仓储式工艺开采引起的,再加之,矿山开采的过程中,并没有按照计划开采,通常都是长强度开采,过度的使用地下水,使得地表变形更加的严重,地质平衡状态受到了影响,造成地面沉降。
        最后,地裂缝。这种地质灾害与上述两种相比,其破坏程度更大,一旦发生难以修复,严重影响了地表的使用。有些裂缝的长度达到几千米,宽度也有数米之多,给整个矿山建筑物,如铁路等的地基造成了严重的影响,使其不能正常运行。
2、遥感技术在矿山地质环境调查中的应用
        从上述介绍中,可知我国矿山地质环境存在着一些问题,在对其进行调查时,如果不能充分地考虑到这些问题,会影响调查结果,那么,如何能够准确的分析出这些问题呢?这就要充分利用遥感技术。


2.1资源损毁遥感监测
        利用遥感技术对资源损毁进行监测,首先应该选择出监测因子,监测因子的选择比较宽泛,大体上可以分为两种,一种是选择矿石,另一种就是自然景观。利用遥感技术不仅能够扩大监测范围,还能提高监测的准确度,比如遥感技术具有高空间分辨率的功能,这种功能能够十分清晰地辨别出损毁的资源具体的空间分布,但是可以监测到塌陷坑;遥感技术还具有多光谱数据的功能,这个功能的主要作用就是辨别出没有得到安善安置的固体废弃物的主要构成成分,并且准确地识别出其空间分布,最重要的是遥感技术能够实现高精度的DEM功能,其主要作用就是能够准确的分析出整个矿区的地形地势及其特征,这对我国的矿山地质环境调查帮助非常大,尤其是这个功能还能将分析出来的数据绘制成相关的数据图形,大大减少了调查人员的工作量,也减少了人工误差。
        煤(矸石)自燃区以及非自燃区的辐射热量存在着一定的差别。若不辨别其辐射热度,在矿山开发的过程中就可能会造成一定 的资源浪费,甚至会出现伤亡事故。而遥感技术正好能够捕捉到这种差别,清楚地分别出矿藏的区域类型,这样调查人员就可以根据遥感技术分析出来的图像有选择进行调查,减少资源损失,也降低了对环境的损害程度。但是需要注意的是,目前,遥感数据源比较丰富,高、中、低分辨率和多光谱、高光谱数在资源环境调查中的优势不尽相同,在使用时可将二者优势有机结合起来。另外,还可以根据煤田的分布情况.当地矿山的地质条件,再加上适度地实地勘查,可以对检测结果进行恰当的修正,这样监测的准确度会更高。
2.2地质灾害遥感监测
2.2.1滑坡类地质灾害监测
        遏感技术在这类灾害监测中,应用时间很长,因此与其他灾害监测相比积累了很多经验,针对这些灾害的监测其主要监测内容有两个:一个是灾害体本身;另一个是灾害体的具体信息。其涉及到的技术主要有影像光谱信息、地形地貌覆盖等,其主要方式就是设备与人相互配合,然后其自动系统会识别出灾害体及其分布情况等信息。因为斜坡类地质灾害与周围普通物体在形态以及纹理等这些细微方面存在着很大的不同,这种差别利用遥感技术能够清楚地显示出来,专业遥感技术使用人员,能够通过遥感图像明确地辨别出矿山中存在的灾害体以及规模等具体的信息。对斜坡类地质进行检测,对遥感技术中的影像空间分辨率并没有过高的要求,通常情况下,在2.5米以上即可。
2.2.2地表变形破坏程度监测
        传统监测这种地质灾害的方法有很多,只是这些方法都有一个劣势,那就是必须到野外工作,但是有些矿山的地质条件非常差,工作人员难以到达,所以也就降低了这些方法的操作性,也正因为如此,利用这些技术取得的效果并不显著。为了解决这个问题,近些年,发展了干涉了雷达技术,该技术的应用,大大提高了监测的准确度。该技术是在空间相干性估计等技术基础之上发展起来的。其主要应用原理就是雷达波相位差,因为研究区域中的物质不同,其SAR影响也不同,这种方式避免了大气效应的影响,对那些比较细微的地表变形遥感技术也能监测得非常清楚,目前这种技术已经发展成为高精度的普遍使用的技术。
2.2.3地裂缝识别与监测
        矿山开发产生的地裂缝改变了地表几何形态、地貌特征和光谱特征,如坡度、坡向变化等,这种变化造成了地物反射光谱的差异,产生的微弱变化信息在遥感图像上能够被反映。具体地说,地裂缝的产生改变了灾害体及其周围的地表土壤特性,造成局部影像纹理和光谱特性发生变化,如使植物空间分布和长势发生变化,造成的裂缝灾害体及其周围地物影像色调等的差异。一般而言,在假彩色合成影像上,地裂缝为直线或者折线,呈灰黑色细条状展布。
总结:
        综上所述,可知对矿山地质环境调查来说,遥感技术的应用十分重要,通过遥感技术对矿山地质的监测,不仅降低了资源损毁的程度,也减小了地质灾害发生的频率,更重要的是提高了矿山地质环境调查的精度,为我国矿山的顺利开采提供了强有力的技术支持。但是要想该技术真正地发挥其价值,首先应该培养遥感技术人才,只有人与技术有效地结合起来,其作用才能发挥到最大。本文是笔者应用遥感技术对矿山地质环境调查多年经验的总结,希望能够为我国遥感技术的发展提供有益的借鉴,为减少矿山开采过程中出现资源损毁问题提供借鉴。

参考文献:
[1]格桑顿珠, 田文, 孙建军. 浅谈遥感技术在矿山地质环境调查中的应用[J]. 世界有色金属, 2019.
[2]彭海辉. 遥感技术在六安市矿山地质环境调查中的应用方法研究[J]. 西部资源, 2019, 90(03):152-154.
[3]裴晓东. 遥感技术在矿山地质环境调查中的应用研究[J]. 地矿测绘(2630-4732), 2019, 002(004):P.139-140.
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