基于遙感的礦山環境監測——以廣東云浮硫鐵礦為例

■李小非

（廣東省地質調查院　廣東　廣州　510080）

基于遙感的礦山環境監測——以廣東云浮硫鐵礦為例

■李小非

（廣東省地質調查院廣東廣州510080）

本文論述了基于遙感的礦山環境監測的數據源、技術路線和技術方法。以廣東云浮硫鐵礦為例，開展了礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染、礦山環境恢復治理遙感監測；研究監測結果，對云浮硫鐵礦礦山環境進行評價，并提出對策與建議。

遙感礦山環境監測云浮硫鐵礦

我國是世界礦業大國，長期礦產資源開發在帶動經濟發展的同時，也給礦山環境帶來了一系列問題，在一些地區已經嚴重影響人民正常生產生活，成為制約經濟社會發展的重要因素。礦山開采活動誘發的地質環境問題與礦產種類、開采方式、區域地質環境、以及礦山企業規模和管理體制等密切相關。我國地域遼闊，礦產資源種類眾多，因此產生的地質環境問題也是多樣化的；但是，主要的礦山環境問題可以歸納為：礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染等幾類。

1　研究區域概括與數據源

1.1研究區概括

云浮硫鐵礦1988年建成投產，是我國少有的特大型硫鐵礦礦床,其礦石質量及儲量居于全國之冠,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過程中產生的尾氣二氧化硫，是環境酸化的重要前驅物，是造成空氣污染的主要物質之一，對人體健康危害很大。

1.2數據源

研究數據源采用2013年度廣東省土地變更遙感調查數據，數據類型為TH1，空間分辨率優于2.5米，獲取時間為2013年3月份。該數據能夠滿足礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染、礦山環境恢復治理等內容的遙感監測工作。

2　技術方法

2.1技術路線

圖1　礦山地質環境遙感監測技術路線圖

采用遙感數據與其他多源數據相結合、目視解譯法與人機交互解譯相結合、野外實地調查與室內綜合研究相結合的技術路線來開展礦山環境遙感監測（圖1）。

2.2技術方法

首先收集云浮硫鐵礦礦區遙感影像數據，以及其他地質環境相關的資料和數據；其次進行人機交互的方式進行影像的解譯，通過大量的野外踏勘工作，建立礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染、礦山環境恢復治理等主要監測內容的遙感解譯標志；然后根據建立的解譯標志，進行主要信息的提取，包括礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染、礦山環境恢復治理等遙感信息，并進行野外驗證工作，填寫相關記錄表格和拍攝野外照片，同時進一步完善解譯標志；最后制作遙感檢測圖，并對監測結果進行研究分析，提出相關的對策建議。

3　遙感監測結果

通過2012年、2013年兩期遙感影像對比，表明云浮硫鐵礦礦山環境問題區在礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染和礦山環境恢復治理等方面存在較多問題。

3.1礦山開發占地遙感監測

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

圖2　云浮硫鐵礦礦山開發占地遙感監測圖

3.2礦山地質災害遙感監測

云浮硫鐵礦常見的地質災害主要有滑坡、塌陷、采空區冒落、泥石流等，其中泥石流災害最為嚴重。礦區滑坡主要為采場邊坡滑坡，以構造帶軟弱層滑坡類型為主。塌陷多發生在剝離臺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為露采的大型礦山，形成了12個采空區，局部地段已出現下沉、開裂等不良跡象，作業中空區冒落或塌陷將嚴重威脅大型采礦設備和人員的安全（圖3）。

圖3　云浮硫鐵礦礦山地質災害遙感監測圖

3.3礦山環境污染遙感監測

本區礦山環境污染比較嚴重，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，監測結果表明大臺尾礦庫局部明顯干枯，水體污染較嚴重（圖4）。

圖4　云浮硫鐵礦水體污染遙感監測圖

3.4礦山環境恢復治理遙感監測

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

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：修建混凝土或瀝青公路，植樹綠化，邊坡植草，減少粉塵飛揚。對采場作業平臺、運輸干線灑水降塵。

預防塵肺必須首先抓好降低生產環境空氣中的粉塵濃度，不斷提高作業場所的粉塵濃度的合格率。并強調接塵人員的個人保護，嚴格遵守防塵操作規程，以減少粉塵吸入，可以有效地控制塵肺病的發生。

4.2礦山地質災害防治對策

（1）滑坡防治：根據各地段邊坡地質構造、巖層結構及其穩定性和滑坡的特點，分別采取削坡減載、設擋土墻、封閉坡面、砌體護坡、打抗滑樁、植被等方法進行滑坡防治。

（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；對谷溝易誘發崩塌或滑坡地段，采用填溝排土充填，穩定巖體的方法；排土場塌陷采用排土分段夯實排卸，避免高位排土誘發塌陷。

（3）地面塌陷防治：采空區處理主要是應用深孔爆破法，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山前和山后，根據其分布特征，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區采取源頭截水、修筑谷坊群壩、攔蓄庫、邊坡防護等工程防治措施；對山后的幾個大排土場分別在其前緣建筑一、二級攔砂壩，阻攔排土場泥石向下游沖流。我礦在泥石流治理中，堅持工程防治措施與生物土壤措施相結合、攔蓄與清理相結合、泥石流防治與酸性水處理相結合，并按輕重緩急分期實施的方針進行。

5　結論

本文以云浮硫鐵礦礦山環境監測為例，論述了礦山環境監測的方法與技術，總結分析了礦山環境監測的結果，并提出了相關的對策建議，得出如下結論：

（1）遙感技術用于礦山環境監測已成為非常有效的手段，它具有獲取數據速度快、準確等特點，可以為國土管理部門及時提供翔實的數據，有利于保護礦山環境。

（2）通過開展云浮硫鐵礦礦山環境監測工作，發現主要存在的礦山環境問題為：礦山開發占地、礦山地質災害、礦山環境污染、礦山環境恢復治理。

（3）針對發現的礦山環境問題提出了具體的對策建議。

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-299-2

李小非（1986～），男，助理工程師，研究方向為國土資源領域遙感與GIS應用。