矿山地质技术论文

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矿山地质技术论文:石料矿山地质勘查与找矿技术的认识

[摘要]文章在认识我国矿产资源状况的基础上，对石料矿山可开采性前提进行了综合描述，包括地形地质测绘、取样和测试、试采三方面，随后分析了进行地质勘查的主要内容并指出要采取积极的措施来不断的改进地质勘查的技术，提高地质勘查工作的质量和效率。最后结合现有的找矿技术进行分析，认清找矿中存在的问题并提出了建设性建议。

[关键词]地质勘查 找矿工作 技术分析

1石料矿山地质勘查方法和过程

（1）地形地质测绘。为了较为真实地反映石料矿范围内和附近的地形、地貌状况，需对石料矿山确定对应比例尺的地形图进行实测和测量标定矿区范围一定范围内的重要建（构）筑物的具体位置，利用地形图能比较准确地计算矿区范围内的石料储量，进行地形地质测绘工作，具体包括：查明岩体或岩层的赋存状态，矿区最低点与最高点的相对高差；岩石的花色品种及其变化规律、色斑、色线、有害矿物及有害岩脉、夹层情况及其变化规律；构造及节理裂隙的发育情况及其对开采的影响，可能产生的荒料块度；矿山开采条件，包括覆盖物厚度、风化带和破碎带深度，采场布设的方案，矿山公路的修筑里程及修筑条件等。

（2）取样和测试。石料的取样和测试项目有很多，本文选取装饰性、荒料率和出料率三个主要方面进行分析：①装饰性，即花色和光泽度的确定是将磨光的样品置于1.5m处目测，确定矿石颜色、花纹与光泽是否能达到商品的要求，与大批量样品或标准样对比，确定色调与花纹的稳定性，要求在小范围内不能有显著变化。同时，取样点的密度和具体位置的布局要以能控制矿体中矿石花色的变化为标准。②荒料率即在一定范围内采出的荒料体积与该范围内的原矿体积之比。③出料率是出材率是每立方米荒料所能产生的有效石料的面积，它是由矿山实际采出的荒料送加工厂再处理后得出的。（3）试采。试采是在拟投资开发的矿山上，选择有代表性的小块地段进行简单的手工或机械化采挖，判别矿山投资可能性的一种方法。试采过程中要随试采进展对采坑作详细地质记录，采取样品，进行必要的测试，记录其结果，并计算不同部位的荒料率、出料率和荒料及生产的成本。

2石料矿山地质勘查内容分析

（1）踏勘选点。石料矿山选点应根据当地建设和市场需求，通过路线调查，选择矿体岩性简单、延展稳定、断裂构造不发育、出露良好、覆盖层薄、风化浅、开采技术条件简单、交通运输相对方便以及开采对环境影响小、对公路、铁路、通信线和人居安全有保障的区域，还要充分考虑矿山开采完毕后的复垦还绿条件，合理划定勘查区范围。

（2）地质勘查。普通石料矿产勘查工作以地质观测研究为主，配合少量必要的探矿工程，填（测）制勘查区地形地质图，调查研究残坡积覆盖层和风化层的厚度与分布规律，基本查明矿体内部结构复杂程度和断裂构造对矿体的破坏程度；调查开采技术条件，测试石料的理化质量指标，编制勘查地质报告。地质勘查的重点是对矿山发展不同阶段的勘查工作，包括：①危机矿山接替资源的勘查，为了使矿山服务的年限得到延长，促进矿山的可持续发展，在重要的原材料和固体能源大中型矿山地区，要进行大规模的危机矿山接替资源的勘察工作。②对矿山生产阶段的勘查，矿山企业要对矿山服务的年限做好科学的规划和设计，合理、科学的对资源进行开发和利用，扩大资源储量；做好矿山的摸底探测工作，扩大找矿范围；利用先进技术，提高勘查效率。③综合评价和勘查共伴生矿和尾矿，制定相关的标准和政策来规范矿产尾矿资源的利用，调查资源。④关闭阶段的地质勘查工作。矿山企业要严格的按照法律的规定保护好矿山的环境。在矿山的开采的活动结束之前，闭坑的地址工作要做好，另外闭坑的地址报告要提交。

（3）原始编录、综合整理和报告编写。地质剖面测制、地质填图观测点、探矿工程等原始编录必须在实地（现场）进行，取准、取全第一性资料。各项原始资料应及时进行质量检查验收和综合整理。工作质量按现有的法律标准执行。勘查地质报告做到内容齐全、重点突出、数据准确、真实可信。

3找矿工作分析

（1）找矿工作的重要技术分析。包括：①找矿方法的综合利用和联合解释。从岩石的物理性质差异的角度出发认识深部地质结构和成矿规律时利用先进的技术，在测量时用精密的地球物理仪器，这样才能够获得准确的数据。对于数据和图标要进行适当的校正，将高精度的资料图谱输出；为了达到高水平的解释效果，要加强各个与地质勘查工作相关的研究人员之间的密切的合作。②甚低频电磁方法。这种方法方便快捷，勘察迅速，勘察的方式也比较灵活。首先用Fraser滤波等处理所测得的数据，将掩盖区异常的地质体和产状以及展布的方向根据地质研究控矿规律和矿体的赋存规律进行有效的圈定，进行矿体空间赋存部位预测，最后提供找矿额度依据。

（2）找矿工作存在的问题分析。我国地质勘查经过多年的发展，尤其是在进行了地质人才管理机制的改革后，地质勘查得到了人才队伍逐步精炼，已经基本上能够满足我国社会经济发展的需要。但是依然存在一些问题：①基础地质勘查工作投入相对较少，找矿缺乏基础地质资料保障。②尚未建立市场为主导的地质找矿机制，地质工作市场主体缺位。③地质科技创新能力不足，专业人才结构不合理。体现在专业使用不合理，技术人员和地质勘查队伍不稳定等诸多方面。

（3）解决找矿工作问题的建议。建立适应市场经济多元化的投资平台，以地质勘探为契机，建立一个统一的，有竞争力的，开放、有序的矿业市场和交易平台，建立对企业的重点在矿产勘查领域的大型国有投资挖掘市场主体地位。

控制投资结构，增加国家和地方地质勘查业的政府投资，过滤投机性投资的政策引导，刺激社会资本。鼓励各级地质工作的实际投入水平，提高公众福利，并加快技术水平。促进地质找矿工作的重大突破，必须符合社会主义市场经济体制的要求，遵循市场经济和地质工作的法律规则，充分发挥市场配置资源的作用，充分发挥各方的积极性，按照新的工作思路，依靠政府调控和市场监管来实施找矿工作。

4结束语

总之，充分认识找矿工作中面临的问题，做到“对症下药”，结合现有的找矿技术不断的开拓新的有效的找矿的技术提高地质勘查工作的效益，使矿产资源短缺的现状得到缓解。实现勘查矿产资源的有效整合，地质找矿要素的优化组合和石料矿山企业的有效发展。

矿山地质技术论文:关于矿山地质灾害危险性评估中几个主要技术问题的探讨

摘要：当前，只有针对矿山地质灾害进行危险评估工作，探讨其中涉及的专业技术问题，才能有效降低地质灾害造成的危害。本文简述了矿山地质灾害危险性评估范围的确定方法，列举了矿山地质灾害危险性分级评估标准，明确指明了矿山地质灾害防治技术的注意要素和实施建议。

关键词：矿山 地质灾害 危险评估 技术问题 探讨

矿山地质灾害会对矿山周边居民的生产生活造成影响，严重时会导致人员伤亡事故的发生，还会对自然资源造成浪费，不利于国家经济的可持续发展。近些年，我国大小矿山地质灾害问题频发，给国家和人们造成了巨大的损失，严重影响了社会的稳定发展。国家必须要制定出一套切实可行的地质灾害危险评估方案，运用相关的技术条件有效降低地质灾害造成的不必要的损失。

1 矿山地质灾害危险性评估范围的确定方法

划定矿山地质灾害危险性评估范围是灾害危险评估中的重要环节，能为后续工作打下坚实的基础。划定评估范围就必须要以计划采矿用地范围为依据，由矿区外缘向外扩散一个特定范围，当遇到特殊的地段时，可以根据具体情况，将整个发育区和有可能造成事故的地区划分到危险评估范围中。针对以下几种情况，地质灾害危险评估范围确定方法也存在差异。

1.1 露天开采矿井的地质灾害危险评估范围

露天开采矿井常见的地质灾害有滑坡、地陷、地裂、崩塌、瓦斯爆炸和地下透水等，除此之外，还有可能遭受到因露天矿井边坡失稳而引起的一系列二次灾害。所以，在研究推算露天开采矿井的地质灾害危险评估范围时，一定要考虑到矿井边坡稳定性的问题，严密地计算出矿井边坡的影响范围，并以此为推导依据，确定露天开采矿井的灾害评估范围。

1.2 地下开采型矿井的地质灾害危险评估范围

地下开采型的矿井由于深入地下作业，在开采完成之后很容易形成采空区，使得矿井上覆岩层出现变形情况，从而引发一系列的地质灾害。在研究推算危险范围的时候，一定要运用专业的推导公式进行运算，并结合实际情况，周密地考虑到上覆土层的厚度等因素的影响，以此确定下地下开采活动形成的地表裂隙范围。

1.3 特殊地段的地质灾害危险评估范围

当勘测活动遇到一些特殊的地段，如泥石流高发地段、地陷区等，工作人员应该结合实际情况和自身的经验，将灾害危险评估范围扩大到100米之外的安全地带。

2 地质灾害危险性分级评估标准

2.1 危险性较大的情况

一般来说，矿区周边的沟谷区、具有发生滑塌事故的地形条件地带和土地沙漠化严重地区发生地质灾害的可能性较大。不仅如此，采矿矿层厚度和层数大小也是影响矿区发生地质灾害的重要条件。当采矿矿层厚度超过十米、采矿层数超过两层时，危险系数将会直线上涨，大大增加了矿坑突水事故、瓦斯爆炸事故和矿山自燃事故的发生几率，会对井下作业人员的人身安全造成巨大危害。除此之外，该地段还很有可能会出现泥石流灾害，对矿区周边的自然环境造成严重破坏。

2.2 危险性中等的情况

在矿区周边的风沙地貌区、曾经出现大面积地陷灾害或具有轻度水土流失现象的地区较为容易发生地质灾害。这些地区开采矿层厚度一般大于三米，但采矿层数仅为一层，上覆基岩和土层的厚度往往超过七十米，较为坚固，不易发生形变。该区域的居住人口较少、密度较小，居住范围较广，人口分布较为分散。而且，这些地区基本不具备诱发泥石流的条件，相对来说较为安全。

2.3 危险性偏小的情况

地质灾害危险系数较小的地区往往不存在滑塌情况，水土流失情况也较为轻微。这些地区不仅开采矿层厚度小于三米、采矿层数只有一层，而且上覆基岩和土层的厚度超过七十米，极不容易对地表造成裂隙或其他地质灾害，一般不具备泥石流的诱发条件，基本上不可能出现滑坡泥石流灾害。

3 矿山地质灾害防治注意要素

相关部门进行矿山地质灾害危险性评估工作，主要是为了保障矿区周边居民的人身财产安全不受到损害，最大程度上保护矿区周边地区的生态环境不受采矿活动的影响，迎合了国家的可持续发展战略要求，能有效防止地质灾害的发生。

3.1 数字化矿山的运用

数字化矿山平台包含了许多系统（如图一所示），它可以通过数据仓库集成技术，建立完备的矿山数据资料中心，有效地整合和利用生产数据。除此之外，还能够借助地质测量模型和三维仿真等核心技术，帮助降低矿井安全生产和管理难度，是一项十分实用的现代化技术。

数字化矿山是数字化地球在矿山开发中的应用，通过在矿山范围内建立一个三维坐标主线的方式，将矿山中的主要信息构建成一个专业的矿山信息模型，帮助工作人员快速精准地了解矿山中的各种信息。

一般来说，结合矿山安全监测数据和虚拟现实技术，能够有效为矿业的生产、经营、管理、安全等提供原库调用服务，能够为矿区的地质灾害危险性评估工作提供技术支持，以达到减少工作人员的负担、推动工作进度、提高工作效率的目的。

3.2 加强日常生产地质管理工作

3.2.1 有效延长矿山寿命

矿产资源是短期内的不可再生资源，一座矿山的矿产量有限，要想延长矿山的寿命，就必须要加强地质管理工作，扩大对盲矿和新矿床的找寻范围，运用科学化的技术手段，提高找矿的准确度，结合新的理论和技术，尽可能地延长矿山的使用寿命，体现科学发展观的重要思想，实现资源的优化配置。地质技术管理工作还能解决由于矿山复杂的内部结构而导致零碎小矿体难以开采的问题，极大地提升了小矿体的回采率。

3.2.2 矿产资源的合理开发利用

在地质管理过程中，必须要采用有力措施、结合先进的科学技术手段，实现矿产回收率最大化。矿山在开工建设之前，必须要保证工作人员进行实地考察以获取健全的地质数据资料，为后续评估工程提供充足的数据支持，达到防治矿区地质灾害的目的。

3.3 工程措施

在具体的防治过程中，应该时刻提高警惕，尽量在灾害发生前进行有效预警和防御措施，对于可以避免的地质灾害尽可能地采取避让的态度，如遇到实在避免不了的地质灾害，则一定要结合先进的科学技术，制定出一个切实可行的灾害治理方案，以确保矿山工程的安全、顺利运行。

地质灾害防治工程的技术类型主要可以分为三类（如图二所示）：主动型、被动型和复合型。

4 结束语

综上所述，近些年，我国大小矿山地质灾害问题频发，不仅对社会的稳定发展造成了恶劣影响，也给国家的自然资源和人民的人身财产安全造成了巨大损失。国家必须要针对矿山地质灾害问题进行危险评估工作，以有效降低地质灾害造成的危害，使国家自然资源得到优化配置。还应该制定出一套切实可行的地质灾害危险评估方案，分三种情况（露天开采矿井、地下开采型矿井和特殊地段）去划定地质灾害危险评估范围。可以通过对矿区周边地区的地形、地貌特点开采矿层厚度和层数等信息，分析判断出该地区出现地质灾害的风险等级；还可以通过加强日常地质管理工作、使用数字化矿山平台等方式实现矿山地质灾害防治工作，尽可能地避免不必要的人员伤亡和经济损失。

矿山地质技术论文:露天开采矿山地质环境保护与治理恢复技术初探

[摘要]矿产资源开采对生态环境所造成的破坏日益严重，尤其对于地质环境的破坏影响十分深远，因此在强调环境保护的同时，应运用治理恢复技术来保护矿山周围环境。本文简单介绍了露天开采对地质环境所造成的破坏，分析了相应治理技术的应用。

[关键词]露天开采 地质环境 治理恢复

对于露天开采矿山来讲，土地资源和自然环境的破坏十分严峻，想要从根本上解决矿山周围的环境问题，将土地生态功能恢复到合理水平，就需要开采方对矿山开采所破坏的自然环境进行科学评估，以及采用相应技术手段来治理恢复，在保护矿山地质环境的同时预防重大地质灾害事故，最终实现矿产资源经济可持续发展。

1露天开采矿山所形成的地质环境问题

露天开采矿山所形成的地质环境问题主要分为以下几点，首先是耗费了大量土地资源，遭到破坏的土地无法得到有效利用，矿山原有生态系统被打乱，如果不利用技术手段进行治理，土地便难以恢复成为可以带来经济效益的土地，此外，矿山边坡因开采而失去稳定性，容易发生地质灾害，露天开采后造成的废弃物持续污染着矿山周围的地质环境。

开采矿产避免不了破坏原岩结构，而采剥作业则让边坡岩体内的原始应力失去作用，进而形成次生应力场，在结合其它外因的共同影响下，边坡岩体很容易出现变形，岩体稳定性降低，最后发生散落、滑落甚至坍塌。随着露天开采作业的深入，如果气象骤变，例如发生强降雨或地震等，高边坡在重力作用下很有可能诱发泥石流、滑坡等严重地质灾害。

2矿山地质环境保护及治理手段

矿山地质环境保护及治理的目标在于使自然和经济综合效益得到共同提升，矿山开采需要遵循一定原则，其中包括影响最小化原则、无害化原则等，注重生态系统保护和恢复，对严重破坏的自然环境要予以治理和重建，配合国家相关立法，最后让矿山地形、边坡、植被恢复到合格标准，与地区周边环境保持一致。

根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性，矿山地质环境影响现状与预测评估结果，露采区为矿山地质环境影响严重区，划分为矿山地质环境重点防治区；排土场和工业场地为矿山地质环境影响较严重区，划分为矿山地质环境次重点防治区；其他区域为矿山地质环境影响较轻区，划分为矿山地质环境一般防治区。矿山地质环境保护与恢复治理工程主要包括地质灾害防治工程，含水层影响与破坏防治工程，地形地貌景观影响与破坏防治工程，土地资源影响与破坏防治工程。预测开采后的采坑有引发崩塌的可能性。保护及治理措施必须根据露天开采环境而制定，结合矿山实际生产情况编制具体治理细则，因地制宜、综合利用，以最小化投资赢得最大经济效益和环境效益。

2.1环境保护及治理任务目标

根据露天开采矿山的地质环境保护和综合治理恢复目标，可以将具体任务分类成以下几点。

第一，全面评估周围地质环境，对当前生态系统现状全面调查，然后出具现状评估。

第二，以露天开采作业进度为基础，编制配套的矿山地质环境问题预测评估。

第三，结合现状评估和矿山地质环境问题预测评估结果，将地质环境保护与恢复治理加以区分。

第四，让分区结果落实到露天矿山开采计划当中，总体部署地质环境保护及恢复工作分期目标，包括对应的阶段与实施对象。

第五，按照分期目标和实施对象来开展矿质地质环境保护及治理恢复工作。

2.2露天开采场地恢复治理

露天开采场地的恢复治理可以选择对底层平台进行回填，而回填材料的选择主要根据阶段性开采作业形成的废弃矿渣和剥离岩土，回填治理的高度并非时是将其还原，而是确保治理后的露天开采矿坑和废弃采矿平台具有合理的地面坡度，符合自然排水要求。

具体回填作业参考以下三个方面：首先，在露天开采台阶上设置排水沟，让地表水经过排水沟流向原有的排泄口，降低台阶积水。

此外，可选择在未来开采作业中所形成的废弃矿渣及剥离废土对露天开采场地回填，各个采矿平台表面全面用土覆盖，厚度建议保持在0.3m。

最后，回填中可以根据废弃矿渣大小，自下而上按照由粗到细的顺序来进行回填和碾实，防止表面废石粒径太大而造成渗透，最终地面设计坡度不应大于10°，符合自然排水要求。

2.3治理排土场

刚落成的排土场很容易因暴风雨而出现坍塌，矿区内的废弃矿渣和剥离废土如果无序排放，其稳定性很容易出现变化，所以可通过一定治理方法来实现防护：1.削坡整平 ，降低坡高和坡角，或者削坡整平；2.边坡加固和支护3.为坡面设计排水沟，降低坡面因露天开采而形成的侵蚀及滑坡可能性。排土场治理过程中，需要充分利用开采作业前收集到得表土来覆盖表层，如果没有合适的表土，也可以用不具污染性的物料来覆盖。

2.4治理土地植被

露天开采矿山会形成一些推积和挖损，地貌遭到破坏，影响原本的自然景观，使矿山地形地貌与开采前发生变化，损坏了原有土地资源和地表植被。针对这一问题，在露天开采工程筹备阶段以及挖损前，可选择对即将受破坏的场地进行表土剥离，首先把表土存放在客土场，等到恢复治理时再用表土进行恢复。利用栽植技术将邻行定植点错开，确保定植时苗干竖直，深浅得当，填土后踩实，最后再覆盖虚土。栽植深度最好超过苗木根颈，栽植后立即浇水，提高造林成活率，最后要实行一定抚育管理，保证造林成活率的同时，让植被恢复到最佳水平，抚育内容主要在于浇水、看护和松土，控制浇水量，不同干旱程度要适度选择浇水，力求不旱不涝，然后防止病虫，实现苗木成林。

3结束语

露天开采矿山会加剧地质环境恶化，这是客观存在的事实，因此我们应当充分重视这一问题，对开采作业产生的土地破坏、地形地貌景观破坏以及植被破坏进行治理，最大程度上防止矿山地质环境的不断恶化，让开采作业取得经济效益的同时保护自然生态环境，将因露天开采造成的生态环境问题及时有效的弥补和恢复。

矿山地质技术论文:浅谈矿山地质环境治理方法与技术

摘要： 本文根据工程实践，阐述了京昆高速沿线（保定段）矿山地质环境治理方法与技术，对工程取得的成功经验及工程中存在的问题进行了分析和阐述，与业内同行进行探讨。

关键词： 矿山地质环境；掌子面治理；采矿平台治理；废渣堆积边坡治理

0 引言

京昆高速沿线保定段满城县境内周边建有多处建筑用白云岩矿山，矿山经多年开采形成多处残岩断壁、采矿平台、废渣堆积边坡及多处崩塌、不稳定边坡灾害隐患。矿山开采彻底改变了原生地形地貌和景观，取而代之的是千疮百孔、弃渣漫山的人文景观，影响河北省对外形象。为改善京昆高速保定满城县境内段的交通运输环境，确保京昆高速安全运营，保定市国土资源局对其沿线建筑用白云岩露天矿山采取了关、停、并、转（搬迁）等管理措施，自2012年6月开始，先后开展了系列矿山地质环境治理工程，本文对相关矿山地质环境掌子面治理、采矿平台治理、废渣堆积边坡治理、绿化工程树种选择等方法与技术进行总结，对取得的成功经验及工程中存在的实际问题进行分析和阐述，与业内同行进行探讨。

1 掌子面治理工程方法与技术

保定满城县境内段建筑用白云岩露天矿山，因采矿活动形成的掌子面均为高陡岩质边坡，边坡高度一般为10m～100m，边坡角度一般为45°～75°，爆破开采在掌子面上形成厚薄不一、大小不等的危岩体，易发生崩塌或掉块。

京昆高速公路距矿山地质环境治理区的距离一般在100m～1000m，部分治理工程局部位于爆破安全范围以内，因设计工作多回避爆破施工方案，工程中一般禁用爆破法施工。掌子面危岩清理及掌子面上种植池或台阶开凿等一般采取人工结合机械的手段，因未受爆破震动影响的岩层岩石坚硬，工作面高且狭窄，决定了在掌子面上开凿种植池或台阶十分困难，甚至不可能。但治理工程涉及的掌子面均在高速公路的可视范围以内，掌子面的治理效果直接决定了整体工程的治理效果。因此，掌子面治理工程既是工程的治理难点又是工程治理的重点，选择有效、合理的治理方法与技术十分重要。

1.1 掌子面危岩清理

1.1.1 危岩清理方法与技术 掌子面危岩清理主要包括两个方面：一是残存在掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石；二是受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体。工程设计一般根据掌子面的高度、危岩体数量和规模大小、坡面和坡顶松散物情况，综合考虑确定清危方法和工艺。一般根据危岩实际情况，掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石，设计采用蜘蛛侠人工清理方法，主要工具为撬杠和锹镐；受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体，因需清理量大，设计采用搭设综合脚手架人工清理方法，主要工具为撬杠和千斤顶。

1.1.2 上述清危方法优、缺点 人工结合机械手段清理危岩的方法，优点是投入少，比较安全。缺点是坡面的大块石、受爆破震动及裂隙切割形成的危岩体，因体积大、需清理量大，人工无法彻底清除，宜留下安全隐患。为彻底消除掌子面崩塌地质灾害隐患，对人工无法有效清除的较为集中的危岩体，建议设计之初即聘请具有相关资质的单位编写爆破专项设计，在保证高速公路运营安全的前提下尽可能采取浅孔爆破法进行清除。

1.2 掌子面绿化工程 以京昆高速沿线（保定段）矿山地质环境治理恢复二期项目施工A包为代表工程，设计掌子面绿化工程为在掌子面上利用凿岩设备等距（6m）开凿种植台阶，开凿台阶宽度一般0.6m，高一般0.8m，台阶上砌筑种植池，外缘用M10水泥砂浆砌筑水泥砖池壁，壁厚0.12m，高度0.4m，然后在种植池内覆土，前后栽植爬山虎两排，每延米栽植爬山虎幼苗5棵，以达到垂直绿化的目的（其他工程类似绿化方法为在掌子面上利用凿岩设备凿取种植池，“品”字形布置，种植池间距2m，行距不大于12m，种植池长、宽、深基本规格为1m×1m×1m，然后在种植池内覆土种植爬山虎。

工程实践表明，在高陡掌子面上利用凿岩设备开凿种植台阶，因岩石坚硬、施工空间狭小，施工十分困难。人工开凿台阶、台阶砌筑种植池绿化方法的优点是可以实现掌子面全面绿化，绿化效果较佳；缺点是工艺烦琐、施工困难、施工周期长、存在诸多不可预见因素。

2 采矿平台治理工程方法技术

2.1 平台整理 设计一般要求根据采矿平台的现状，“因地制宜”，“随坡就势”进行平整，避免大开大挖，防止出现新的地质环境问题。平台整理以机械手段为主，辅以人工相结合。平台整理宜充分利用掌子面治理工程形成的废渣，粗粒铺垫于底层、细粒铺垫于顶层，回填废渣宜采用推土机分层碾压法，单次回填厚度不宜大于30cm，碾压遍数3～4遍，压实系数宜不小于0.93，废渣回填总厚度以不小于1m为宜，以为生物工程绿化提供基础条件。

2.2 覆土造地及植被绿化 采矿平台覆土造地及植被绿化工程，设计多采用全覆土造地生态重建技术。这种方法是完整基岩土地复垦与生态重建最有效的方法，其工艺简单，易于实施，亦称客土法。即从异地运进土壤，覆盖在采矿平台之上，客土厚度一般60cm以上，以利于植物生根发芽、成活为原则。

工程实践表明，受场地地形条件等制约，掌子面清危工作多不彻底，掌子面残留危岩与碎石在雨、雪等作用下仍可能崩滑，崩滑物有可能对平台上的治理工程及重建植被造成较严重的破坏。因此，采矿平台治理工程中建议在掌子面坡脚设计构筑崩塌缓冲接收平台，以降低坡面高差，尽可能避免掌子面崩滑物对平台治理工程及植被造成破坏，并有效减缓坡面雨水对采场的直接冲刷。建议接收平台坡面坡度宜在3°～5°之间控制，平台宽度视掌子面坡脚废渣储量决定，高度不宜大于3m。另外，由于工程区域属于地下水和地表水缺乏的地区，为解决矿山土地复垦后植被生长用水问题，建议采矿平台治理工程根据实际情况，利用平台上的采坑尽可能设计建造蓄水池。此方面，京昆高速沿线（保定段）矿山环境治理一期项目施工A包，利用采矿平台深坑建造了一集水池，取得了成功经验，值得借鉴。

矿山地质技术论文:地下开采矿山地质环境保护与恢复治理技术初探

摘要：矿产资源的不合理开发利用，产生了各种矿山地质环境问题。文章以新郑市井采煤矿为例，从开采引发的地质灾害、对含水层的影响与破坏、对地形地貌景观的影响与破坏以及对土地资源的影响与破坏进行了现状、预测分析，并提出了相应的预防、治理措施与建议。在矿山开发过程中保护矿山地质环境，以减少或防止矿山开采活动造成的地质环境影响与破坏，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展。

关键词：煤矿；地质环境；环境保护；王行庄

王行庄井下开采煤矿位于郑州市南40km处，矿井自2004年开始建设，2007年正式投产。矿区登记面积71.89km2，该矿主采二1煤层，兼采二3煤层，矿山剩余服务年限 80 余年。矿井采用立井开拓，罐笼提升，中央并列式通风，采用走向长壁后退式采煤法开采。矿井设计生产能力为 120 万吨 / 年。

采矿活动对矿山地质环境的影响

地质灾害危险性分析

根据实地调查，目前矿田有地面沉（塌）陷8处，形成地面沉（塌）陷区0.77km2，造成地质灾害危险性较大；地裂缝11条，影响面积0.25hm2，多见于塌陷区边缘，规模为小型，地质灾害危险性小；黄土崩（滑）塌地质灾害2处，崩塌体小于200立方，规模为小型，地质灾害危险性小[１]。

矿山开采引发、加剧和遭受的地质灾害主要为地面沉（塌）陷和地裂缝地质灾害[2]。该矿全部开采后，全区地面沉（塌）陷面积将达到39.46km2，全区将出现长期或季节性积水面积38.36hm2；另外，地表将新增地裂缝灾害。因此预测全井田矿山开采引发地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为大。全区开采后，预测直接经济损失将达2.5亿元。

县级重点保护文物欧阳修墓和省级重点保护文物战国墓群下设有保护煤柱，预测其遭受矿山开采引发的地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为小。

对含水层影响分析

该矿开采对第四系孔隙潜水含水层、上、下石盒子组孔隙、裂隙承压水含水层组影响较轻，对孔隙承压水含水层、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[3]。

地面沉（塌）陷区内二1煤、二3煤组顶板砂岩含水层结构被破坏，水位大幅下降；日疏干开采量为2160～2880m3，二1煤层以下岩溶含水层水位下降91.81～95.01m，矿坑排水对二1煤层以下岩溶含水层影响严重。

煤矿开采对第四系上更新统孔隙潜水含水层影响较轻，对其它地层孔隙、裂隙承压水含水层组、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[4]。

矿坑水排出地表经处理合格后做为生产生活用水，不予外排，矿山开采对矿区及其周边地下水质影响程度较轻。该矿在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低，各项指标均低于规定的含量标准，因此矸石堆放对地下水的影响较轻。

预测矿区煤层开采后矿井排水影响范围约为矿界外1800m～127500m（渗透系数取最大值27.1443m/d。矿山开采对地下含水层的影响大于矿区范围。矿区居民生产生活用水主要取自浅层地下水，因此对区内居民的生产生活用水造成影响较小。

对地形地貌景观影响分析

该矿工业场地、交通线路占地0.28km2。其中工业广场占地改变了原有地貌形态，造成生态景观系统在空间上的不协调性，对地貌景观及周边环境影响为严重，交通线路占地较少，对景观影响较轻。井田开采形成地面沉（塌）陷呈碟状，改变了以前平坦地貌形态。地裂缝累计影响面积1.479hm2。地面沉（塌）陷及地裂缝对原生地形地貌景观影响明显，破坏程度为严重。

根据前述预测全区开采结束后，该矿将形成地面沉（塌）陷面积39.46km2。开采后地表最大水平变形值将达到28.33mm/m。因此全区开采形成的地面沉（塌）陷对原生地形地貌景观破坏程度为严重。同时，该矿每年产生大量的矸石长期堆放对地貌景观影响为较严重。

对土地资源影响分析

该矿土地资源占用与破坏因素为地面沉（塌）陷、地裂缝地质灾害及工业场地占用土地。井田范围内已形成较大面积采空区和地面沉（塌）陷，工业场地及矿业活动已造成土地破坏与水土流失，占用土地大部分为耕地[5]，该矿工业场地生产及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。

矿山生产期工业广场、出入场公路等设施对将持续占用土地资源，井田煤炭开采将形成大面积采空区和地面沉（塌）陷区，矿业活动将加剧土地破坏与水土流失[6]。该矿开采终了后工业场地及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。大面积的采空地面沉（塌）陷将改变矿区地貌，在地表出现下沉的同时，还将出现地面积水、伴生地裂缝等现象，同样对土地资源产生严重影响。

2 矿山地质环境防治工程 2.1 地质灾害防治工程

2.1.1 地面沉（塌）陷及地裂缝地质灾害

进行地面变形监测，采取专业监测与简易监测相结合方式开展[7]。首先设置固定的监测点进行水准测量，监测网点布设达到基本控制塌陷区形态，准确测量塌陷面积和下沉深度为宜。其次要对地裂缝、建筑物开裂采用人工现场调查、量测，提前采取预警、避让，并及时维修。地面变形监测需长期、连续地监测，以便掌握地面不沉（塌）陷、地裂缝的形成发展规律，提早预防、治理。

在采矿过程中，调查采空区及空巷位置，预防采空区及空巷提前冒落，还应预留安全煤柱，利用矿渣回填采空区等措施，减少地面塌陷和地裂缝的发生。对于裂缝建筑物采取维修甚至搬迁措施，确保人员安全。

沉（塌）陷区使耕地发生较大幅度的变形，从而影响矿区的农业生产，稳定后应进行土地恢复治理工程。在塌陷的边缘地带出现的地裂缝及时进行回填处理，治理地裂缝一般采用填埋、灌浆、防渗处理。

2.1.2 崩（滑）塌地质灾害 采取全面巡查和重点监测相结合的办法，主要采用巡视法监测，据监测数据分析变化速度和发展趋势，判断发生采坑边坡崩（滑）塌的可能性，及时制定防治方案。对受地质灾害威胁较大区域的高陡边坡设立监测点，重点监测边坡重点在崩滑面（带）等两侧点与点之间的相对位移量。

在可能发生崩（滑）塌区周围用铁丝网封闭，设置安全警示牌，防止人畜误入。必要时应采取加固措施、削坡降低坡高、坡角，或修筑拦墙、疏浚矿区排水系统，消除诱发灾害条件。

2.2 含水层破坏恢复治理工程

矿山开采对含水层影响严重。在地面塌陷坑、工业广场修筑排水沟、引流渠、防渗漏处理等措施，防止有毒有害废水、固废淋滤液污染地下水；揭穿含水层的井巷工程，应采取止水措施，防止地下水串层污染[8]；采取帷幕注浆隔水、灌浆堵漏、防渗墙等工程措施，最大限度阻止地下水进入矿坑，减少矿坑排水量，保护地下水资源。

矿井水经沉淀处理后，主要作为井下生产用水，对环境影响不大。含水层破坏恢复治理主要依靠自然恢复。采矿过程中，对疏干排出的地下水进行处理，加以利用，用于矿山生产生活用水。矿山闭坑后停止对地下水抽排，在一定时期内可自然恢复。定期对含水层的监测，主要监测矿区地下水位、排水量及水质变化，防止污染含水层。

2.3 地形地貌景观和土地资源破坏恢复治理工程

该矿区地形地貌景观和土地资源破坏预防工程，主要体现在地面沉（塌）陷和地裂缝地质灾害的预防及煤矸石综合利用，以减轻对土地资源的破坏，同时减轻对地形地貌景观的破坏。

地形地貌景观和土地资源的恢复治理将结合地面塌陷、地裂缝综合治理，地质灾害治理工程的实施可以修补和恢复矿区地形地貌景观及土地资源。矿山开采期间，挖方工程（鱼塘）、道路工程、排水沟工程，在工程外侧实施绿化，可以进一步美化地貌景观。闭矿后，拆除工业场地废弃的建筑物，清理平整地表，复耕或植树种草以恢复土地功能。

3 建议 3.1 矿山建设，应贯彻国务院颁布的《地质灾害防治条例》。矿山建设应做好地质灾害的“防”与“治”，贯彻预防为主，防治结合的方针，突出“以人为本”，做好可能发生地质灾害的防灾预案。 3.2 该矿山建设开采过程中存在引发、加剧，遭受地质灾害的可能。矿山及全体职工一定要对地质灾害的危险性和危害性有足够清醒的认识，灾害意识要时时在心，查之入微。 3.3 加大科技投入，改进开采方法，优化生产工艺，尽可能的降低矿业开采对矿区环境的破坏，根本上减轻地面塌陷危害，减少地面裂缝数量与规模；加强对煤矸石和矿坑水的综合利用研究，提高矿产资源综合利用率。

3.4 矿山建设中应加强矿山生态环境保护。矿山开采过程一定要把环境保护工作同步开展起来，努力创造绿色矿山，使生态系统和地质环境得到恢复和改善，做到人类、资源、环境协调发展[9]。

3.5 对矿山生产期结束后矿山地质环境恢复与保持开展综合研究，完善闭坑后矿山生态环境恢复工作。

矿山地质技术论文:测绘技术在矿山地质测量中的应用

【摘 要】随着社会经济的发展，测绘技术在矿山地质勘查中也得到了的广泛的应用，这也成为发展地质勘探项目的一种手段，如何与时俱进的将现代化科学技术同矿山测量工作结合起来，提高矿山测量精度显得尤为重要。本文对测绘技术在矿山地质中的测量应用进行了简要分析，以期提高矿山测量技术的应用，提高矿山测量的效率与效益。

【关键词】测绘技术；矿山测量；应用

1.矿山测绘技术概述

我国有着非常丰富的矿产资源，但是伴随着经济的快速增长，对于能源以及其它矿产资源的需求量也越来越大，通过长时期大面积的开采，使得矿区环境的破坏现象越来越严重，尤其是一些规模较大的矿区经过长期开采，严重破坏了矿区地质结构，造成地面大面积形变以及沉降。矿区地形的沉降与变化不仅会导致周围的地形、水文以及生态环境等产生一系列的恶性影响，而且还容易对矿区周围的地面建筑物以及一些基础性设施造成破坏，如果矿区附近存在比较稠密的居民区，地面沉降以及变形还会危及到居民的生命财产安全，所以必须要重视矿山测量的研究和发展。通过实现现代化的测绘技术以及仪器，可以对矿区地面以及地下的空间、资源和环境信息测量，为合理、有效地开发矿产资源、保护资源环境、治理矿区环境服务，为我国矿区的可持续发展提供有力保障。

2 测绘新技术及其在矿山测量中的应用

2.1 全站仪及其在矿山测量中的应用

全站仪是全站型电子速测仪的简称，通常还称为电子速测仪或电子全站仪。它能把测角、测距、微处理机部分结合成一体并自动的控制测角、测距，自动的计算高差、坐标增量、水平距离等，同时还能自动的显示、存储、记录和输出数据。由于全站仪对测距发射轴和接收轴同望远镜的视准轴实现了三轴共轴，其比较适合对空间点和移动目标的测量。全站仪的内部测量软件及其丰富，若能很好的运用在矿山的测量工作当中，不仅能有效的简化测量的程序，测量工作的精度和效率也可得到提高。

由于全站仪兼有测距仪和经纬仪的优点，可以数字的形式来提供测量的成果，数据能通过计算机和电子手薄进行通讯，性能稳定，操作简便，在矿山的测量工作当中已得到了广泛应用。矿区的工程测量、地形测量、地面的控制测量都可运用全站仪来进行测量；井下的测量工作和联系测量也可利用全站仪来进行。以全站仪做代表的数字化、智能化的仪器是矿山测量仪器的今后发展方向。全站仪与现代的计算机技术结合能够建立矿体三维数据的自动采集、处理、传输，从而形成矿山测量数据处理系统，取代了传统的手工录入、手薄记录以及繁琐计算大量重复性工作。全站仪在露天和井下的矿体生产及建设、矿区土地的复垦、矿体地表移动的监测方面得到广泛应用，各大矿测量机构在日常测量工作当中正在用全站仪来取代传统仪器。

2.2 GPS技术及其在矿山测量中的应用

（1）GPS 静态测量在矿山控制网建设中的应用

矿山建设初期，要在整个矿区建立一定数量的控制点，作为中后期测量、验收、放样的依据。所以控制网的建立关系到后续测量的精度和可靠性，是后续测量的依据。传统控制网是通过测角、测边推算控制网点的坐标。其方法有：三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。GPS 定位技术建立控制网与常规方法相比，具有以下一些特点：

1）测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般的常规测量手段，GPS 基线向量的相对精度一般在10-5～10-9之间，这是普通测量方法很难到达的。2）选点灵活、不需要造标、费用低。GPS 测量，不要求测站间相互通视，不需要造标，作业成本低，大大降低了布网费用。3）全天候作业。在任何时间、任何天气条件下，均可以进行GPS 观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布网。4）观测时间短。采用GPS 布设一般等级的控制网时，在每个测站上的观测时间一般在1 到2个小时左右，采用快速静态定位的方法，观测时间更短。5）观测、处理自动化。采用GPS布设控制网，观测工程和数据处理过程均是高度自动化。

（2）GPS-RTK技术在矿山测量中的应用

1）矿区大比例尺地形图的测绘。为满足矿山生产建设的需要，需要对矿山进行大比例尺地形图的测绘。传统测量方法，通过测量导线建立控制网，根据控制网再进行碎步测量，最后根据碎步测量的结果，绘制成所需要的地形图。工作量大、速度慢、耗时长，需要较多的人才能完成（至少1 个人看仪器、1个人记录、1 到2个人跑尺）。采用GPS-RTK技术，设立好基准站后，每个流动站只需1 个人，单点的测量时间只要几秒钟，配合符号地物标记法，不必用人记录，测量完毕后利用数据线将采集的数据导入电脑中，之后，利用南方测绘软件进行绘图，大大提高了工作效率，省时省力。2） 点位的放样工作。在矿山工作中，点位放样工作非常多，其中包括：地质钻孔点位放样、矿石和岩石的分界线放样、采场最终边坡放样、矿区施工中的一些道路放样等。利用传统的放样方法，需要将点输入到仪器中，通过拨角、测距的方法来实现，由于不可能一下找到放样点，所以采用逐渐靠近的方法，不停的拨角、测距，直至到达满足精度的放样点位为止。采用GPS-RTK技术进行点位放样，把点位输入仪器的手簿中（相当与一个小型的计算机），手簿屏幕自动显示该点位的方位，测量人员只要顺着屏幕指示的方向移动就可以了，屏幕还显示距放样点位的距离，待到达满足点位精度的点时，做好标记，点位放样结束。采用GPS-RTK放样点位，放样速度快、精度高，使测量人员可以很容易找到放样点位，提高了工作效率。

3.GPS- RTK 技术的不足及测量中的注意事项

3.1 GPS- RTK 测量技术的不足

虽然RTK 技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但是由于矿区环境较复杂，所以存在一些不利于RTK 作业的因素，如山谷、森林大面积水域、高压线等。通过实际的应用，笔者发现RTK 技术在矿山测量中的一些问题：

（1）由于各观测值都是独立观测的，因此，在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁后都要联测已知点进行比对才能检查仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠。

（2）在山谷深处、密集高楼林立区等，RTK 技术的使用将受到限制。

（3）我国在有些地区的高程异常图，特别是山区，存在较大误差，个别地区甚至还是空白，这就使得将GPS 大地高程转换为正常高程的工作变得相对困难，精度也不均匀。

（4）由于卫星高度截止角大小不当，在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，甚至无法获取固定双差解。

（5）外业作业时，需要多块大容量电池、电瓶电力供应才能保证连续作业以保证效率。

3.2 GPS- RTK 测量中的注意事项

（1）为了保证精度，作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km，因为GPS- RTK 在测量过程中将有误差来源，如多路径效应、点位对中误差等。

（2）由于外业测量的最终目的是内业成图，如果测量点较多的话，为了成图的精确性，在外业测量时还需要进行草图绘制。

（3）为了获得较高的高程定位精度，应尽量与测区均匀分布的控制点联测，以求得较精确的高程转换参数。

4.结束语

测绘技术的发展进步，促进了矿山测量的发展进步，新型测绘技术在矿山测量中的应用，逐渐形成以数据采集、输入、分析、处理、输出为一体的技术系统，为矿山的开采带来了新的发展机遇，改变观念并转变传统生产作业方式，把测绘新技术运用到矿山企业是关系到我国的能源企业能否在21世纪立足的重要之举。今后的矿山测量工作应着重于测绘新技术在矿山测量中的应用理论、系统和方法的开发，争取我国的矿山企业数字化早日实现。

矿山地质技术论文:基于ASP技术的危机矿山地质资料信息集成系统的研究和应用

摘 要：危机矿山地质资料信息集成系统是危机矿山勘查项目成果集成的重要组成部分，是用户查询利用和共享危机矿山接替资源找矿工作成果的一种网络服务方式。本文首先介绍了开发该系统的必要性，然后重点介绍了系统的总体结构设计和系统实现的功能。希望本文在危矿成果的推广应用中起到一定的作用。

关键字：危机矿山；地质资料；服务；系统

全国危机矿山接替资源找矿工作经过政府和各矿山企业近几年的共同努力，取得了显著成果。在230个找矿项目中，48个探获资源储量达到大型或超大型矿床规模，76个探获资源储量达到中型规模。在取得找矿突破的同时，通过危机矿山地质资料采集工作，收集了大量原始实物和成果地质资料以及文献资料。由于危机矿山接替资源找矿工作所涉及的大部分矿山是我国著名老矿山，其矿床类型大部分具有典型性和代表性，有的还具有特殊性。为充分利用计算机和网络技术，将危机矿产接替资源找矿工作形成的地质资料及时向社会推广应用，提高地质资料利用效率，共享危矿找矿成果，提高找矿工作效率，扩大矿产资源储量，建设危机矿山地质资料信息集成系统十分必要。

1危机矿山地质资料信息集成系统总体设计

1.1系统设计目标

通过调研国内外地质资料信息服务技术手段、服务途径和服务方式，采用先进的计算机技术、网络技术、GIS技术和数据库技术，将危机矿山找矿工作获取的原始、实物和成果地质资料以及相关文献资料进行信息集成，开发具有数据输入、输出、查询、备份等多功能、全方位、信息共享的危机矿山地质资料信息集成系统，为全国危机矿山接替资源找矿专项汇集地质资料成果，提供获取危机矿山各类地质资料信息的门户，塑造危机矿山立体地质信息形象，更好地为社会公众提供地质资料信息服务。

1.2系统设计原则

该系统的设计开发应遵循以下基本原则：

（1）标准化、规范化和安全性原则。该系统应遵循信息技术的国家及行业标准和规范，确保信息资源存储、传输和应用的标准化、规范化和安全性。

（2）实用性原则。该系统应能满足危机矿山地质找矿资料信息集成的需要，提高其工作效率，方便用户检索查询。

（3）可靠性原则。该系统应有很强的容错和处理突发事件以及报错能力，不至于因某个动作或某个突发事件而导致数据丢失或系统瘫痪。

（4）开放性和可扩展性原则。为方便系统功能的扩展，该系统宜采用面向服务的体系结构SOA（Service-OrientedArchitecture，简称“SOA”）开放标准，将主要功能写成专门的模块或是类。在系统后期功能扩展和更新维护中只需修改参数、调用或开发新的模块即可实现功能扩展。

（5）经济性和可操作性原则。在保证实现各项功能的基础上，应以最高性价比配置系统的软硬件，还应具有良好的人机交互界面，易学易用，操作简便灵活等。

1.3 系统总体结构设计

危机矿山地质资料信息集成系统按照B/S结构，采取多种技术手段设计开发，由后台和前台两部分组成，总体结构如图1所示。后台以ASP技术（ActiveServerPage动态服务器页面，简称“ASP”）作为软件开发平台，选用Microsoft SQL Server2008数据库设计开发，主要由矿山基本信息管理、项目基本信息管理、矿山新闻管理、原始资料信息管理、实物资料信息管理、成果资料信息管理、文献资料信息管理、矿山图片管理和用户管理等功能模块组成；前台采用Xhtml、CSS、Flash、JS等前端表现技术手段设计开发，主要由导航页面、系统首页、矿山新闻、原始资料、实物资料、成果资料、文献资料和矿山图片等功能模块组成；后台各部分功能模块与前台功能对应信息如表1所示。该系统总体结构设计由用户层、业务逻辑层和数据层等三层架构组成，各层作用如下：

（1）用户层。用户可以通过该系统前台获得资料浏览、查询、下载等服务。

（2）业务逻辑层。业务逻辑层是分析、处理系统前台或后台发送和接收到的各类信息，并将处理结果返回系统前台或后台。

（3）数据层。数据层主要是存放各类与危机矿山相关的资料信息。这些数据以危机矿山或项目为基本单元，对所有数据资料进行统一组织和管理。

2 危机矿山地质资料信息集成系统功能概述

该系统基本实现了各危机矿山原始、实物和成果地质资料以及相关文献资料的浏览、查询和下载等服务功能。

2.1 系统后台功能概述

后台即系统管理员对系统前台内容进行集中管理的平台，同时可对系统进行不同程度的配置以达到理想效果。该系统后台设计界面如图2所示。对于后台的每一功能模块都包含相应资料信息的添加、删除、修改等管理功能（见图2）。

2.2 前台功能概述

前台即系统的网站页面，它将后台存储的各种地质资料信息按照一定的方式展示出来。该系统提供了较好的人机交互界面如图3所示。该系统的检索查询主要包括根据导航信息和利用菜单栏各功能菜单等两种查询方式。其中，该系统提供了根据地图、行政区名称、矿种类别和成矿类型等四种导航信息查询方式供用户利用。用户选择某一危机矿山之后即进入该矿山专题页面如图4所示。用户也可以利用菜单栏进行原始、实物、成果和文献相关资料的检索查询。

矿山专题页面是以危机矿山或项目为基本单元向用户提供地质资料信息服务，主要包括矿山新闻、原始资料、实物资料、成果资料、文献资料等信息。对于某一矿山的资料信息是以列表的形式进行罗列。用户选择所需资料即可打开相应资料或跳转到下载界面。具体应用举例如下：

（1）钻孔岩心柱状图信息显示功能

选择“实物资料/岩心”打开如图5所示钻孔岩心柱状图显示信息。

（2）光薄片信息显示功能

选择“实物资料/光薄片”，在列表中选择其中某一光薄片打开如图6所示的光薄片信息显示页面。

结语

该系统采用B/S结构开发设计，基本实现了危机矿山地质资料信息的输入、输出、检索查询等功能，是危机矿山勘查项目成果集成的重要组成部分。该系统的设计开发完成为全国危机矿山接替资源找矿工作地质资料成果的展示和推广应用提供了一种网络化服务方式，可方便用户浏览、检索和利用地质资料信息。为充分发挥该系统作用，在后续工作中应积极收集整理危机矿山地质资料信息，并及时更新和维护后台数据库，从而更好地为社会公众提供资料利用服务，发挥危机矿山专项工作成果的社会效益和经济效益。

矿山地质技术论文:3S技术及其在矿山地质灾害评估与监测中的应用

摘要：本文在概括3S（GIS、RS、GPS）技术与矿山地质灾害的类型的基础上，全面介绍“3S”技术在矿山地质灾害评估、监测、预警和防治方面的应用，指出在Web-GIS环境下，“3S”技术集成技术促进我国地质灾害评估监测防治信息化的全面提速。

关键词：3S技术 矿山地质灾害 评估 检测 防治

3S技术是地理信息系统（Geography information systems，GIS）、全球定位系统（Global positioning systems，GPS）和遥感技术（Remote sensing，RS）的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。随着3S技术的发展，将全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术紧密结合的“3S”一体化技术已显示出广阔的应用前景。将RS、GIS、GPS三种独立技术系统集成，构成一个强大的技术体系，实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。我国经济持续发展30年是我国矿业的快速发展期，在为经济社会发展提供资源保障的同时，也累积了严重的矿山地质环境问题，其中矿山地质灾害已经成为制约矿业经济可持续发展的重要因素，因此，加强对矿山地质灾害评估和检测防治工作，不仅对矿山环境地质灾害减少、对矿山及其周边环境的改善有重要积极意义。近年来，以“3S”技术为代表的信息化新技术日趋成熟，已成为矿山环境地质领域的重要技术手段。

1 3S技术概况

“3S”技术的技术集成实现了动态化、可视化、共享化、不同层次的高新技术在矿山环境地质的应用。

1.1 地理信息系统（GIS）

地理信息系统（GIS）是基于计算机系统平台，以数据库作为数据储存和使用的数据源，在计算机支持下对空间地理数据进行管理、处理、分析并由计算机程序模拟常规的专业性的全球空间分析即时技术，以解决矿山地质灾害信息查询、处理和预测等相关技术问题的信息系统。该系统从属性数据和空间数据信息的有效获取、储存、查询和处理入手，提供矿山地质灾害的动态信息显示、对地质环境做出相应的评价、区划，以及地质灾害的预测，从而为国家矿山相关部门提供决策服务[2]。

1.2 全球定位系统（GPS）

全球定位系统（GPS）是由空间部分、地面控制系统和用户设备部分3部分组成。此系统用于在任何时间，向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息，或给用户提供其邻近者的这种信息。由处于2万千米高度的6个轨道平面中的24颗卫星组成。根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，接受多个卫星电波信号，以确定待测点的位置的技术。具有全天侯作业、定位精度高、实时定位、功能多、用途广、观测时间短、无需通视、可提供三维坐标等特点。广泛用于提供野外地理信息的测绘领域。

1.3 遥感技术（RS）

遥感技术（RS）是以航空摄影技术为基础，以目标物，传感器和测量方法为因素，利用机载遥感、星载遥感和地面遥感传感器，根据不同物体对波谱产生不同响应的原理。从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物，探测地面物体性质和周边环境的空间探测技术。具有探测范围广、采集数据快、能动态反映地面事物的变化、获取的数据具有综合性、获取信息的手段多，信息量大、成图速度快等特点。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透。广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域。

综上所述：GPS用于快速、实时定位地质灾害目标；RS用于及时发现矿山环境的变化，对GIS数据库进行更新，最后GIS对多种来源的数据进行处理、管理、储存、分析、输出，从而运用于各领域。3S技术的集成，构成了整体的、适合动态的对地观测、分析和应用的系统，相对过去的人工野外勘测，数据采集、图件绘制的方式，在自动化、系统化、完备化程度上有了显著的提高。

2 矿山地质灾害的类型

根据矿山地质灾害的成因和空间分布将矿山地质灾害分为四类[1]即岩土体变形导致的灾害，包括矿山地面、采空区塌陷、地面塌陷、地表沉降、采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩、坑内岩爆、场库失稳等、地表环境恶化采矿诱发地震。例如广西大厂矿田新洲塌陷；不合理开采引起的环境地质灾害问题，如土地资源的占用和破坏、粉尘及酸性水污染，大厂矿属于碳酸盐岩矿山，存在着尾矿酸化及由酸化所引起的环境问题，研究表明由于尾矿酸化释放的酸水中含有由金属硫化物氧化及碳酸盐矿物溶解产生的SO42-、HCO3-，以及金属离子（Fe、Al、Mn、Ca等），生成的硫酸盐（及复杂硫酸盐）、碳酸盐、氢氧化物等稳定次生矿物（如石膏、水绿矾等）；地下水位改变引起的灾害问题，如矿坑突水涌水、坑内溃沙涌泥、环境污染，发生于2001年7月17日的大厂拉甲坡锡矿的特大透水矿难；矿体内因引起的灾害问题，如矿坑火灾、地热和煤矿常见的瓦斯爆炸。

3 3S技术在矿山地质灾害评估、监测与防治中的应用

GIS可组成地理位置、地形地貌、地层岩性、地质构造、滑坡、泥石流、岩溶渗漏分段等项目，每个项目又可由视图、表格、图表、制图等文档组成，系统具有库区地质资料管理、各类统计分析、大型滑坡稳定性分析及三维模型分析等功能。利用GIS的各种功能，建立地质灾害空间信息管理系统、管理地质灾害调查资料，显示并查询地质灾害的空间分布特征信息，评价地质灾害的危害程度、地质灾害易发程度分区，地质灾害风险性、分析地质灾害和影响因素之间的关系，提出减轻和防治地质灾害的措施，对将来可能发生的地质灾害进行预警监测，以及地质灾害应急指挥工作等地质灾害评估和防治中。

3.1 GIS地质灾害信息管理、评估、监测与防治中的应用

地质灾害信息分析是涉及地质、地貌、气象、水文、人类活动等诸多领域，然而面对大量复杂的信息、模型、数据结构和类型，如何对其高效的进行多层次综合分析处理，过去的数据存储和管理方式已经不能满足需要。因此GIS所具备的能够存储、处理、分析、计算和成图显示空间数据而著称的地理信息系统，为这一问题提供了一个良好的平台和方法。GIS以数据库作为数据储存和使用的数据源，利用GIS强大的空间数据管理功能，对大量存储在数据库的信息进行有效的获取、处理和查询，并很好的解决其相关性，复杂性，使各种地质灾害信息可以有效的获取、存储、处理、查询，从而实现地质灾害分析的实时性、动态性、多源性的特征。主要应用如下：

3.1.1 地质灾害的危险等级区划评估

基于GIS技术采用灰色聚类分析、模糊综合分析、信息嫡评判、层次分析法方法来计算地质灾害危险性指数，来分析评价区的地质灾害危险性程度，构建矿山地质环境评价模型。对研究区进行地质灾害危险性等级的划分，为地质灾害的管理、防治和预警决策提供技术支持。例如矿山形态分析，用于萃取由地表形态反映出地貌特征参数，包括数字标高模式（DEM）以及面向DEM的各种地貌参数：坡度、坡向、起伏度等；矿山区域评估，根据单个或多个地貌特征分析，评估矿山环境对农林、建筑、工程、居住条件、土地资源的影响，以及评估对各种矿山地质灾害发生、发展以及防治的影响；矿山地质灾害成因分析，内动力成因分析：由地壳内部能产生内动力，利用有效元素法对矿山内动力成因分析，从几何效应和力学基质分析矿山格局和骨架。外动力成因分析：地球受重力以及人类活动影响，人类不合理开采，滞后的保护机制造成地质灾害的发生；矿山地质灾害的预测，采用理论矿山地质灾害预测模型，以成因分析为基础，采用树立模型进行整体和局部模拟；利用系统矿山地质灾害预测模型，在历史数据的基础上，采用统计分析方法，预测发展趋势。在灾害预测中需要收集相应的矿山地质信息，计算灾害强度和持续时间，以及在历史过程中灾害发生的情况；矿山地质灾害的评估，需识别灾害类型、源地，然后创建相应模型，并根据受损程度评估灾害等级。

3.1.2 地质灾害危险性评价

地质灾害危险性评价是通过对地质灾害活动程度以及各种活动条件的综合分析，评价地质灾害活动的危险程度，确定地质灾害活动的密度、强度（规模）、发生概率（发展速率）以及可能造成的危害区的位置、范围[3]。GIS技术将各种地质灾害信息，与各种致灾环境因素相联系，从空间和时间上评估矿区内易引发地质灾害的采空区、不稳定区域等危险源，分析其类型和特征以及发生的概率、强度、密度、以及灾害经济损失。GIS空间分析不仅反映了地质灾害危险性程度的现势规律，而且实现了对该区域地质灾害的空间和时间上的预测。将GIS作为地质灾害危险性评价的分析工具，可以加速危险性评价的过程，提高危险性评价的精度，并通过危险性制图来反映评价的结果，具有直观性。

3.1.3 GIS在地质灾害监测与防治中的应用

借助GIS的叠加分析以及空间统计分析等功能，通过WebGIS（万维网地理信息系统）把分布在国土资源部门的地质灾害数据、气象部门的降雨数据、测绘部门的空间数据等有机地集成起来，建立历史灾情数据库，对地质灾害的发展趋势进行预测，实现地质灾害的动态评估，从而实现地质灾害的实时监测和预警。在地质灾害预警中将RS与GIS相结合。RS动态更新和提供地质灾害空间数据，GIS提供数据。GIS用于遥感信息的自动提取，对遥感解译的地质灾害信息进行分析。GIS使各种地质灾害空间数据在同一空间环境中进行集成分析，综合处理。

当灾害发生时，GIS强大的信息分析处理功能能够帮助指挥者指挥物资输出、指挥应急救援、进行人员管理等更为准确的信息。应急管理系统对突发灾害进行科学预测和危险性评估，从而动态生成优化的事故处置方案和资源调配方案，以及未来害发展趋势、预期后果、干预措施、应急决策、预期救援结果评估等信息。实现救援资源科学有效的调度，提高抢险救灾应变能力实现行动行救灾的最优化。

3.2 遥感技术（RS）的应用

随着遥感技术朝着多光谱、高分辨率、多时像和商业化服务方面发展，更加显示其具有动态、多时相采集空间信息的能力，遥感信息已经成为GIS的主要信息源，RS与GIS的综合应用可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程，获取大范围数据资料、时效性强、具数据综合可比性、经济性特点。

3.2.1 遥感技术在滑坡、泥石流、地裂缝、崩塌等地质灾害调查和监测应用

利用遥感技术克服了地形、气候、观测条件的限制，可以实现大范围的滑坡区域调查以及针对滑坡不同阶段实行动态监测。在遥感影像上，滑坡常常沿着地球应力形变的形迹——线性构造分布，是一种斜坡变形形式，并多产在不稳定物质覆盖的地区，如山地、丘陵地区的斜坡等。期望通过遥感预测每一次滑坡的发生相当困难，但通过对不同时相遥感资料的对比分析，就可以对地表线性构造和不稳定物质覆盖区进行解译和判断，从而预测、圈定滑坡地质灾害易发区，对已发生的滑坡地质灾害进行调查。

“数字滑坡”遥感检测技术，就是以遥感（RS）和空间定位（GPS或地面控制）方法为主，结合其它调查手段所获取的滑坡基本信息；利用GIS技术存贮和管理这些信息；在此基础上，根据滑坡地学原理进行空间分析，服务于滑坡调查、监测、研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、减灾和防治等。大致可分为4部分：识别滑坡、滑坡基本信息获取、信息存贮和管理及空间分析。

矿区山高坡陡，岩石破碎，有丰富的松散固体物质，一旦矿区流域、沟谷进入雨季。山洪暴发、强大暴雨、融冰等导致大量的水资源的汇集。暴发大规模泥石流的几率变高，直接威胁着矿区的安全生产和生命安全。泥石流的遥感调查方法可以采用直接解译法、动态对比法和干涉雷达等方法。泥石流的形成必须同时具备三个要素：汇水区内有丰富的松散固体物质、有陡峻的地形和较大的沟床纵坡、流域中上游有强大的暴雨，急骤的融雪、融冰或水库的溃决。从航片上可直接解译泥石流，标准型的泥石流流域可清楚地看到供给区、通过区、沉积区的情况。泥石流形成区一般呈瓢形，山坡陡峻，岩石风化严重，松散固体物质丰富；通过区沟床较直，纵坡较形成地段缓，但较沉积地段陡，沟谷一般较窄，两侧山坡坡表较稳定沉积区位于沟谷出门处，纵坡平缓.常形成洪积扇或冲出锥，洪积扇轮廓明显，呈浅色调，扇面无固定沟槽，多呈漫流状态[4]。可见，遥感技术易于识别泥石流的灾害程度，有利于灾害检测、防治。

在地裂缝、崩塌动态监测方面前景广阔：由于地下开采和露天采矿，岩体变形导致的地裂缝，造成的采空区塌陷、地面塌陷是矿区安全管理的重要方面。遥感技术在其中可实现采矿崩塌、地裂缝的动态监测。地裂缝发育特征受地质条件、地下采空区特征等因素控制。一般地面塌陷范围与地裂缝级别相辅相成，地面塌陷区范围大，则地裂缝规模随之增大，而往往随着地裂缝的增大，又可能带来另一次的崩塌。遥感技术实时、动态监测着地裂缝和塌陷地的具体情况。且与GIS相结合，以高分辨率的遥感图像提取地裂缝、塌陷地，应用光谱特征、地学特征与信息、领域和专家知识及其他统计数据辅助进行遥感图象处理与专题信息提取，处理、分析数据。从而实现地裂缝、崩塌监测。

3.2.2 遥感技术在灾前预测和灾后评估的应用

应用遥感技术进行灾害评估主要集中在灾中实时评估和灾后恢复重建评估两个阶段。评估的内容包括：受灾面积、农作物受灾面积、灾情等级、救灾路线选择评估等方面，主要表达形式包括受灾面积图、农作物受灾面积图、灾情等级图以及灾情遥感评估报告等[6]。在矿山地质灾害的评估中，主要利用未受灾和成灾后的影像数据进行对比分析，准确地查明受灾矿区住房、生产设备和道路所遭受的破坏程度以及数量与分布状况等，以便及时组织救灾、恢复生产，对受灾重建实现科学规划。

利用不同数据源、多时相的遥感数据，提供关于自然灾害发生背景和条件的大量信息。利用遥感技术可以对全地区的地质情况进行摸底分析，确定出易发地质灾害的区域。常见的地质灾害在遥感影像上都具备一定的特征。根据这些特征，可以从遥感影像划分出地质灾害易发区，进而绘制出地质灾害危险等级图[5]。根据地质灾害的危险等级，建立地质灾害预测应急预案，以前做好预防措施，确保人民生命安全和经济财产达到最低程度的损失。

3.3 全球定位系统（GPS）的应用

地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体（如滑坡体等）从量变到质变的过程。一般情况下，地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的，当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统（GPS）的差分精度达毫米级，可以满足对蠕动灾体监测的精度要求。因此，利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测，在此基础上有效地进行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。GPS在灾害领域的应用主要在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害监测方面。具体了解和掌握崩、滑体的演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，为崩塌及滑坡的正确评估分析、预测预报及治理工程等提供可靠的资料和科学依据。同时，监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评估及滑坡工程治理效果的尺度。

为了达到上述目的，滑坡、崩塌、泥石流地质灾害遥测系统总体设计思想是：形成点、线、面三维空间的监测网络和警报系统，有效地监测崩、滑体动态变化及其发展趋势，具体了解和掌握其演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，预报崩滑险情，防灾于未然。同时，为崩滑体的稳定性评估和防治提供可靠和及时的依据。主要使用以下几种技术模式：GPS实时动态、GPS动态定位、GPS准动态定位。GPS在地质灾害防治领域中的应用，对地质灾害监测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了地质灾害防治领域中观测精度和勘测效率。

4 结语

集成3S技术，利用遥感技术对矿山地质灾害信息的提取、全球定位系统对遥感图像从中提取的信息进行定位等基础数据的调查采集，利用地理信息系统对矿山地质环境及其周边地质环境信息进行组合、分析、修改、建立数据库等功能，实现数据的对比、查询、检索、动态更新、输出。随着Web-GIS（网络GIS）技术发展，逐渐应用到地质灾害监测评估与防治当中，成为地质灾害信息化防治技术的发展新趋势。通过Web-GIS，结合3S技术，可将技术系统、数据分布在网络，实现数据的实时更新、管理。从而使得地质灾害数据和地质灾害模型可以在全国范围内共享，为防灾减灾提供一个功能强大而又方便快捷的有效途径。可见，3S技术的集成以及与其他技术的结合，使得它们的各自的优势得以充分发挥，在矿山地质灾害防治中发挥越来越重要的作用。

矿山地质技术论文:计算机辅助技术在矿山地质中的应用

[摘 要]随着计算机技术的快速发展和矿山勘探工作要求的不断提升，在矿山地质勘探工作中计算机辅助技术的应用被认为是重要的创新模式，在运用地质科学理论和相关的技术对矿床进行分析和研究时，计算机辅助技术能够保证矿山资源得到合理的利用和积极的开发。基于此，本文首先梳理矿山地质工作中计算机辅助技术的应用领域，其次对计算机辅助技术及其在矿山地质勘探中的应用模式进行了分析，最后从不同的层面给出了基于计算机辅助技术的矿山地质工作的支撑要素。

[关键词]计算机；应用领域；注意事项；矿山地质

1 矿山地质工作中计算机辅助技术的应用领域

在矿山地质工作中，计算机辅助技术的应用领域十分广泛，主要表现在以下方面：①对各类报表进行编制。在矿山地质工作中，需要对各种（类）报表进行编制，这些报表有的是经过处理的表格，有的则是原始资料表格，比如资源储量报表、三级矿量报表、损失贫化报表等。在编制此类报表时，可以将常见的计算机辅助技术应用其中，比如功能强大通用软件 EXCEL和专业的统计软件Minitab等。并且，在当前情况下，这些与电子表格处理相关的软件基本上都能够实现与数据库软件的兼容，这为表格的编制和处理提供了很好的帮助。②通过计算机辅助技术对各种统计图表进行绘制。在矿山地质工作中，需要通过图表的形式为决策提供依据，比如，资源储量的对比图、三级矿量储备的对比图以及月或历年生产勘探工作量的对比图和品位频率分布图等。这些图形的绘制工作一方面可以通过专业绘图软件AutoCAD软件、Surfer软件、Matlab软件等来完成，另一方面也能够通过通用的EXCEL、Minitab、SPSS、SAS等来完成。③数学地质的分析和运算。在矿山地质工作中，需要用到大量的数学地质方法，此时MATLAB，MATHCAD，SPSS 等计算机软件程序就得到了“重用”，可以将这些软件应用到特定的数学地质工作中。④为了全方位的服务于矿山地质工作，可以将计算机技术应用其中，建立矿山地质资源数据库，并且，截止到目前，该类数据库软件已经在该领域得到了大量的供应。

2 计算机辅助技术及其在矿山地质工作中的应用2.1 三维可视化技术在矿山地质工作中的应用

随着计算机应用软件开发进展的加快，三维可视化技术在矿山地质中的应用越来越得到普及和深入。三维可视化的关键技术包括三维建模技术、三维显示技术、三维操作技术。三维可视化技术能够用于显示描述和理解地下和地面诸多地质现象特征，在地质与地球物理学等领域能够得到广泛的应用。三维可视化技术能够利用和处理大量的数据，更为重要的是，该项技术能够检查地质资料的连续性，对资料的真伪进行辨别，并能够发现其中的异常，为分析、理解和重复数据提供有效的帮助。在矿山地质工作中，三维可视化技术更多的用于地层解释，因此，它既是一种解释工具，同时也是一种成果表达工具，通过对来自于地下界面的地震反射率数据，在三维空间内直接解释地层的构造、岩性和沉积特点。这样一来，科研人员能够快速的选定目标，准确、快速地描述各种复杂的地质现象。

2.2 虚拟现实技术在矿山地质工作中的应用

虚拟现实技术是近年兴起的计算机辅助技术，它以沉浸性、交互性与构想性为基本，是一种高级的人机交互技术。在虚拟现实技术体系中，关键的技术包括：环境建模技术、立体声合成和立体显示技术、触觉反馈技术、交互技术、系统集成技术。该技术在进入矿山地质领域后，迅速地得到了广泛应用，在地震资料三维可视化解释、地质综合研究、钻井设计、油藏建模和工程设计等主要环节都得到了重要的应用。虚拟现实技术在矿山地质领域中的应用，具有明显的优势，主要体现在以下方面：虚拟现实技术依靠其强大的“体渲染”技术，使矿山地质工作中生成的数据与分析结果得以同时显示在一个虚拟化的环境之中，能够为地震、地质、岩石物理及钻井等不同学科工程技术人提供协同式的环境。这种协同式的工作环境，贯通了对矿山地质工作的分割独立的状态，实现了勘探研究和决策过程中不同学科人员经验、认识等智力资源的共享。这样一来，不但提高了工作效率，缩短了工作周期，还为得到更精确的勘探成果，创造了可能。

2.3 数据库技术在矿山地质工作中的应用

经过多年的发展，作为构建信息系统的基础，数据库技术已经发展成为一种理论成熟、应用广泛的数据管理模式。该技术在矿山地质工作中主要发挥着以下方面的作用：对矿山地质工作进行信息系统开发以及数据存储、分析和展示工作。目前，矿山地质行业涉及地质构造、地震解释、勘探、地面工程等多个方面的内容，这些方面的工作大都需要通过构建信息管理系统来实现，而数据库技术则是最为主要的支撑。通过对数据库技术的应用，能够实现对大量相关数据进行有组织、动态性的存储，为矿山地质工作提供必要的数据处理和信息资源共享服务。这些基于数据库技术的管理信息系统包括的信息类别十分广泛，能够为科学研究人员提供宝贵的信息资源和相应的勘探数据。而为了进一步深化和应用数据库技术，不但要对传统的数据库技术进行升级和优化，还要在实际工作中最大限度地对其进行普及和应用。

2.4 地理信息系统技术在矿山地质工作中的应用

在矿山地质工作中，地理信息系统技术是一种关键的计算机辅助技术。该系统的功能包括对数据进行采集、处理、存储、管理和分析，并以此为基础，输出相应的地理空间数据，并能够对信息的属性进行表述，为科研人员和其他工作人员提供客观、真实的参考信息。地理信息系统技术（GIS）的出现，在矿山地质工作中得到了广泛的应用，使得人们在获取地球信息方面向前迈进了一大步，人类对矿山地质的研究能力也达到了前所未有的程度，在矿山地质勘探方面发挥着非常重要的作用。形成这一结果的原因是十分特殊的，矿山地质工作中需要对地下的地质构造、岩性、物性、电性等实体特征进行描述和掌握，而这些实体都与地理信息关系密切。所以，基于空间信息的地理信息系统技术在矿山地质勘探研究中得到了广泛的应用。它能够为科研、生产和管理以及决策工作提供最为直观的现实支持，是矿山地质数据资源管理和应用系统中必不可少的工具之一。

3 基于计算机辅助技术的矿山地质工作的支撑要素3.1 建立矿山资源勘查投入的长效机制

建立矿山地质勘探周转资金，并科学确定周转金的支持范围和重点，建立科学公正的周转金使用、补充、监管及绩效考评机制。同时，继续利用国债资金，开展矿山精查勘探，解决矿山精查储量不足的问题。由国家投资完成矿山资源的找矿、普查和必要的详查，统一管理一级探矿权市场，运作由此形成的探矿权。通过探矿权转让收益，实现勘探资金周转。以矿山地质勘探安全为目标，以高产高效矿井为重点，加强矿山构造、瓦斯、矿井水等影响矿山安全生产的地质因素勘查和评价；加强复杂地区三维地震技术和矿井物探技术研究；强化勘探阶段的瓦斯地质和水文地质评价；开展瓦斯地面抽排技术创新，加速钻探设备更新。

3.2 建立矿山地质科技创新体系

加大矿山地质勘查科技创新投入，建立矿山地质勘查科技创新资金，推进产学研相结合。加大矿山地质勘查创新力度。加强矿山地质基础研究工作；开展以矿井开采技术条件评价为重点的地质技术服务体系研究；加强综合勘探技术研究，推进三维地震、重磁电、遥感、钻探工艺等勘探技术创新和矿山地质勘查主流程信息化。加速矿山地质勘查装备更新的步伐。国家在矿山地质勘查技术装备方面给予资金支持，更新矿山地质勘查装备和软硬件设施，重点更新钻探、物探和化验测试设备，确保矿山地质勘查质量和进度。

3.3 完善矿山地质勘查的管理体系

按照社会主义市场经济体制原则，矿山地质工作的开展需要在国家矿产资源主管部门的领导下，全面建立矿山地质勘查管理体系，制订矿山地质勘查规划，以此承担矿山资源的数据统计、管理和分析工作。具体表现在以下方面：①健全矿山地质勘查项目监理制度，修改制定矿山地质勘查监理管理办法，制定矿山地质勘查监理资质标准，加强矿山地质勘查项目工程质量、勘查程度的监督；②负责矿山地质勘查项目设计和地质报告的审查工作以及矿山地质勘查准入制度、监理制度制定和管理工作，加强矿山地质专业队伍建设；③建立矿山地质报告专业评审机构，开展矿山储量和地质报告评审工作，严把矿山地质勘查成果质量关；④完善矿山地质勘查准入制度，进一步修改、完善矿山地质勘查单位资质标准，制定矿山地质勘查单位资质管理办法，提高矿山地质勘查的门槛。

4 结 论

矿山地质工作是一项高投入、高风险的行为，在市场经济环境中，已经逐渐发展成为一般性的企业行为。对企业而言，其最终目的是获得利润，投资勘探的目的是进行矿产开采获得报酬。但由于矿山资源的不稳定性、不确定性因素太多，投入大量资金勘探后因资源利用性差而得不到回报也是很普遍的现象。因此如何投入最少的勘探资金、在最短的时间内获得资源赋存的可靠情况，并把宝贵的资金尽量投放到最关键的部位、避免无效投资并最早实现资金回报，是每一个矿山勘探业主最为关心的问题。本文以此为视角对计算机辅助技术在矿山地质中的应用问题进行了研究，得出了一些结论，希望计算机辅助技术能够在今后的工作中更好地协助矿山地质工作的有效开展。

矿山地质技术论文:石料矿山地质勘查与找矿技术要点

【摘 要】本文在认识我国矿产资源状况的基础上，对石料矿山可开采性前提进行了综合描述，包括地形地质测绘、取样和测试、试采三方面，随后分析了进行地质勘查的主要内容并指出要采取积极的措施来不断的改进地质勘查的技术，提高地质勘查工作的质量和效率。最后结合现有的找矿技术进行分析，认清找矿中存在的问题并提出了建设性建议。

【关键词】矿产资源；地质勘查；找矿工作；技术分析

一、石料矿山地质勘查方法和过程

我国地域辽阔，石料矿产资源丰富且分布较广。石料工业发展很快 ，但也很多存在问题。主要是不重视矿山建设的前期工作 ，没有进行相关的地质工作，也没有进行试采，就进口设备，盲目开采，造成大量资源浪费，也影响了地区的经济发展和企业本身的经济效益。

一般来说，石料矿山是否可开采，经过以下几方面的工作基本上可以确定下来：

（一）地形地质测绘。为了较为真实地反映石料矿范围内和附近的地形、地貌状况，需对石料矿山确定对应比例尺的地形图进行实测和测量标定矿区范围一定范围内的重要建（构）筑物的具体位置，利用地形图能比较准确地计算矿区范围内的石料储量，对矿山开发利用方案的编制提供依据，并对矿产资源的利用及生产情况进行检查和监督。

进行地形地质测绘工作，具体包括：查明岩体或岩层的赋存状态，矿区最低点与最高点的相对高差；岩石的花色品种及其变化规律、色斑、色线、有害矿物及有害岩脉、夹层情况及其变化规律；构造及节理裂隙的发育情况及其对开采的影响，可能产生的荒料块度；矿山开采条件，包括覆盖物厚度、风化带和破碎带深度，采场布设的方案，矿山公路的修筑里程及修筑条件等。

（二）取样和测试。石料的取样和测试项目有很多，本文选取装饰性、荒料率和出料率三个主要方面进行分析：1.装饰性，即花色和光泽度的确定是将磨光的样品置于1.5m处目测，确定矿石颜色、花纹与光泽是否能达到商品的要求，与大批量样品或标准样对比 ，确定色调与花纹的稳定性，要求在小范围内不能有显著变化。同时，取样点的密度和具体位置的布局要以能控制矿体中矿石花色的变化为标准。2.荒料率即在一定范围内采出的荒料体积与该范围内的原矿体积之比。3.出料率是出材率是每立方米荒料所能产生的有效石料的面积，它是由矿山实际采出的荒料送加工厂再处理后得出的。

（三）试采。试采是在拟投资开发的矿山上 ，选择有代表性的小块地段进行简单的手工或机械化采挖，判别矿山投资可能性的一种方法。试采过程中要随试采进展对采坑作详细地质记录，采取样品，进行必要的测试，记录其结果，并计算不同部位的荒料率、出料率和荒料及生产的成本。

二、石料矿山地质勘查内容分析

调查研究地质情况的不同的重点就是地质勘察工作，进行地质勘查不仅有助于我国的经济建设和国防建设，也为提高工作效率创造了条件和重要的参考依据。

（一）踏勘选点。石料矿山选点应根据当地建设和市场需求，原则上在县级矿产资源规划的开采区内，通过路线调查，选择矿体岩性简单、延展稳定、断裂构造不发育、出露良好、覆盖层薄、风化浅、开采技术条件简单、交通运输相对方便以及开采对环境影响小、对公路、铁路、高压输电线、通信线和人居安全有保障的区域，还要充分考虑矿山开采完毕后的复垦还绿条件，按拟建矿山规模和服务年限，合理划定勘查区范围。

（二）地质勘查。普通石料矿产勘查工作以地质观测研究为主，配合少量必要的探矿工程，填（测）制勘查区地形地质图，调查研究残坡积覆盖层和风化层的厚度与分布规律，基本查明矿体内部结构复杂程度和断裂构造对矿体的破坏程度；调查开采技术条件，测试石料的理化质量指标，编制勘查地质报告。

地质勘查的重点是对矿山发展不同阶段的勘查工作，包括：1.危机矿山接替资源的勘查，为了使矿山服务的年限得到延长，促进矿山的可持续发展，在重要的原材料和固体能源大中型矿山地区 ，要进行大规模的危机矿山接替资源的勘察工作。2.对矿山生产阶段的勘查，矿山企业要对矿山服务的年限做好科学的规划和设计，合理、科学的对资源进行开发和利用，扩大资源储量；做好矿山的摸底探测工作，扩大找矿范围；利用先进技术，提高勘查效率。3.综合评价和勘查共伴生矿和尾矿，制定相关的标准和政策来规范矿产尾矿资源的利用 ，调查资源 。4.关闭阶段的地质勘查工作。矿山企业要严格的按照法律的规定来保护好矿山地区的环境。在矿山的开采的活动结束之前，闭坑的地址工作要做好，另外闭坑的地址报告要提交。

（三）原始编录、综合整理和报告编写。地质剖面测制、地质填图观测点、探矿工程等原始编录必须在实地（现场）进行，取准、取全第一性资料。各项原始资料应及时进行质量检查验收和综合整理。工作质量按现有的法律标准和细则执行。勘查地质报告参照报告编写提纲进行编写，做到内容齐全、重点突出、数据准确、真实可信。

三、找矿工作分析

（一）找矿工作的重要技术分析。包括：1找矿方法的综合利用和联合解释。从岩石的物理性质差异的角度出发认识深部地质结构和成矿规律时利用先进的技术，在测量时用精密的地球物理仪器，这样才能够获得准确的数据。另外对于数据和图标要进行适当的校正，将高精度的资料图谱输出；为了达到高水平的解释效果，要加强各个与地质勘查工作相关的研究人员之间的密切的合作和配合工作。2.甚低频电磁方法。这种方法方便快捷，勘察迅速，勘察的方式也比较灵活。首先用Fraser滤波等处理所测得的数据，将掩盖区异常的地质体和产状以及展布的方向根据地质研究控矿规律和矿体的赋存规律进行有效的圈定，进行矿体空间赋存部位预测 ，最后提供找矿额度依据。此外应注意运用甚低频电磁法的最佳的时间是在场强较稳定的时间域。

（二）找矿工作存在的问题分析。经过长期积累，我国地质勘查工作基础很好，实力雄厚，有条件也有能力为国家排忧解难，在重要资源找矿上再创佳绩。特别是我国地质勘查经过多年的发展，尤其是在进行了地质人才管理机制的改革后，我国的地质勘查得到了人才队伍逐步精炼，已经基本上能够满足我国社会经济发展的需要。但是依然存在一些问题，主要表现在：1.基础地质勘查工作投入相对较少，找矿缺乏基础地质资料保障。2.尚未建立市场为主导的地质找矿机制，地质工作市场主体缺位。3.地质科技创新能力不足，专业人才结构不合理。体现在专业使用不合理，技术人员和地质勘查队伍不稳定等诸多方面。

（三）解决找矿工作问题的建议。为科学解决上述问题，促进找矿工作的发展，现提出如下建议：建立适应市场经济多元化的投资平台，以地质勘探为契机，建立一个统一的，有竞争力的，开放、有序的矿业市场和交易平台，建立对企业的重点在矿产勘查领域的大型国有投资挖掘市场主体地位。

为了控制投资结构，增加国家和地方地质勘查业的政府投资，过滤投机性投资的政策引导，刺激社会资本。鼓励各级地质工作的实际投入水平，提高公众福利，并加快技术水平，改造和评价国家产资源潜力转化的结果。另外，为了促进地质找矿工作的重大突破，必须符合社会主义市场经济体制的要求，遵循市场经济和地质工作的法律规则，充分发挥市场配置资源 的基础性作用，充分发挥各方的积极性，按照特殊的新的工作思路，依靠政府调控和市场监管来实施找矿工作。

四、结语

石料矿山地质勘查和找矿工作是一项长期、复杂的任务，总体上看开采利用率偏低，从之前地质勘查工作结果来看，我国矿产资源探明程度仅为1/3左右，通过地质勘查进行地质找矿还有相当大的潜力。充分认识找矿工作中面临的问题，做到“对症下药”，结合现有的找矿技术不断的开拓新的有效的找矿的技术提高地质勘查工作的效益，使矿产资源短缺的现状得到缓解。实现勘查矿产资源的有效整合，地质找矿要素的优化组合和石料矿山企业的有效发展。

矿山地质技术论文:基于遥感技术的矿山地质环境评价应用研究

摘要:矿山开发能造福人类,同时也会造成生态环境破坏,影响恶劣的会危及人类的生命安全。矿山开发引起的环境污染是一个复杂、系统的变化,任何单一因素和瞬时指示指标都无法给出整个环境系统的变化趋势。遥感数据具有区域性与周期性的特点,利用遥感技术进行矿山环境监测具有很强的优势,是人们研究的重点之一。本文利用时间序列的遥感数据,提取矿山环境相关指标,并结合实际工作，建立完备的指标体系,并利用层次分析法确定指标权重,结合综合评价模型对实验区域进行研究,取得了良好的效果。

关键词：遥感，矿山地质，环境评价，层次分析法

1、概况

双鸭山市位于黑龙江省东北部，地处完达山支脉低山丘陵地带，东经130°56′00″—131°38′49″，北纬46°21′00″—46°46′00″。煤种齐全，煤质优良是黑龙江省重要的产煤基地良。近年来，随着煤炭的大规模开采,加速了生态环境的恶化。所以该区要开展针对性强的矿山环境地质评价,但是矿区环境地质问题是多种因素综合作用的结果,不仅每一种因素对适宜性的影响是复杂的,而且因素之间是相互联系相互制约。以往,通常用专家评分法等主观赋值法来确定它们各自的影响系数(权重)。为了提高评价结果的科学性、客观性,降低主观性,本次评价采用AHP法确定权重。取得了有价值的成果,为该类项目的调查与评估提供了一种科学的、行之有效的方法。

2、利用遥感数据进行指标提取并建立指标体系

2.1 遥感数据提取指标

遥感数据，由于其本身的成像特点具有区域性与周期性的特点，可以对一个特定区域进行周期性的观测，将其利用在矿山地质环境监测与评价中可以使评价数据获取更为简单可行，尤其是在大尺度，周期性的数据上遥感数据更具有明显的优势。本次研究采用了2009年的SPOT5卫星影像，对其进行处理之后，取得土地利用类型，与土地压占破坏的数据，并利用LAI，NDVI的指数获取植被污染信息。

2.1 指标体系的建立

矿山作为一个复杂的系统，其指标体系必须考虑几个原则即①区域特殊性原则；②系统协调原则；③综合性原则；④层次性原则；⑤可操作性原则。根据上述原则，结合研究区域的区域地质环境背景特点及调查统计情况，选取影响程度突出的指标进行评价，构建矿山地质环境评价体系。其包括两个层次：①一级指标，即区域地质环境背景、资源损毁、地质灾害和环境污染4个要素；②二级指标，即每一要素包括若干指标，其中矿山地质环境背景条件，指标层共选取了包括地貌条件、土地压占破坏、崩塌、水源污染等16项指标。

3、利用层次分析法计算各因子的权重

3.1建立递阶层次结构模型

递阶层次结构模型一般分为三层,最上面为目标层, 最下面为方案层,中间是准则层或指标层。这种自上而下的支配关系所形成的层次结构称之为递阶层次结构。如图1。

图1 递阶层次结构模型

Figure 1 Step-up stratification structural model

3.1.1最高层（目标层）

这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果,即实现对矿山现状环境地质的评价。

3.1.2中间层（准则层）

这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,包括所需要考虑的准则,即环境因子(水土流失、土地沙漠化、地下水富水性、矿山开发)的选取。

3.1.3最底层（方案层）

这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等。即某一区域矿山环境地质质量的级别(优、良、中等、较差、差)。

3.2构造成对比较矩阵并求特征向量（权重）和最大特征根

3.2.1判断矩阵

在建立递阶层次结构以后,上下层元素间的隶属关系就被确定,中间层次两级指标为准则,所支配的下一层次的元素为矿山现状环境地质质量优、良、中等、差,目的是按照准则层的相对重要性赋于方案层中相应的权重。当准则层对于方案层的重要性可以直接定量表示时,它们相应的权重量可以直接确定,但对于此类矿山环境地质评价问题,元素的权重不容易直接获得,这时就需要通过适当的方法导出它们的权重,AHP所用的方法就是两两比较的方法。

在这一方法中,决策者要反复地回答问题,针对准则层,任意两个元素那一个更重要,重要程度如何?这一过程中可以利用专家评分的办法来得出各因子的重要程度,并按表5的比例标度对重要性程度赋值,表2列出了1～9标度的含义,这样对于准则层,元素通过两两比较构成一个判断矩阵A。

矿山地质技术论文:矿山地质灾害类型\危险性与地质灾害勘查技术方法

摘要：由于地质、气候等自然原因的影响，以及人们在开发矿山的过程中忽视对矿山环境问题的保护和及时有效治理，目前，我国部分矿山开采引发了相应的地质灾害，这些地质灾害的危险性极大，这就要求我们提高地质灾害的勘查技术水平，准确地预测地质灾害的类型、分布、危害性严重程度。本文针对目前我国矿山地质灾害的类型和危险性，对地质灾害勘查技术进行简单的分析。

关键词：矿山地质灾害；危险性；勘查技术

我国是属于矿产资源丰富的国家之一，随着经济发展对矿产品的需求日益增大，我国矿业的发展非常迅速，而矿山开发过程中，一味的追求经济利益，忽视对矿山地质环境问题的及时有效治理，引发了许多地质灾害，这将严重影响矿区周边人民的生产、生活安全。因此，有针对性的采取相应的地质灾害勘查技术，准确地预测地质灾害的类型、分布、危害性严重程度，就成为目前我国矿山地质灾害治理工作中一项刻不容缓的任务。

一 矿山地质灾害的主要类型及危险性分析

首先，采空区塌陷。首先，采空区塌陷。其发生的主要原因是人为因素，即人们对矿山不合理的开发和技术达不到标准。在开采过程中，采空区的顶板岩层重力与上覆盖岩层的的压力，产生向下弯曲和移动。如果顶板岩层的本身所承受的压力超过其抗拉轻度的最大值，顶板就会出现断裂或破碎的问题，导致顶板冒落的现象。上覆盖岩层也会相继出现弯曲、移动、断裂和离层的现象。对矿山的开采过度，会增大岩层的影响范围，地表就会出现采空区的塌陷。

采空区塌陷，危及周围的建筑以及农田水利设施，不仅会造成财产的损失，更重要的是对人民的生命财产造成严重威胁。另外，矿山开发而导致采空区塌陷的危及范围较广，势必破坏浅层含水层功能，对土地资源的破坏性也非常大。

第二，泥石流。这种地质灾害发生的原因主要是由于自然因素，即采矿区的周围地质环境较为恶劣。其主要有两个原因：其一，泥石流主要是发生山地较多的地区，有许多的岩石破坏物集中在山地的河流区域的河床和坡地上，能够为泥石流提供固体物质；其二，就是泥石流发生地区，拥有相当充足的水源，由于水流较多，为泥石流的发生提供载体；总而言之，就是因为相当数量的破坏物顺着水流的动力影响下，导致泥石流的发生。

矿山的开发，一般都会产生废石土、固体碎屑等破坏物，而矿山的开采不注意清理这些破坏物，而是将开采中所产生的废物随意乱扔、丢弃，对周围的植物造成严重损害，从而提高了泥石流发生的几率。在对地质造成严重损害的情况下，发生的泥石流往往是难以抵御的。其冲毁周围房屋，造成河道堵塞，有时也会对周围的铁路、公路等设施造成严重的破坏，更重要的是对周围人员生命安全造成威胁。

第三，滑坡。其发生的主要原因是自然因素和人为因素。自然原因：岩体不连续面倾斜度倾向于坡面时，就会造成滑坡；边坡受到风化作用影响，逐渐改变边坡的形状，降低了边坡的稳定性，也会发生滑坡。特别是在雨季期间，风化作用的效果最为明显，此时，岩层的软硬相间的差异较大，坚硬的就会显现出来，由于切割结构面，使得自身重力发生蠕变，从而发生崩塌和落石的现象；另外，滑坡往往是其它地质灾害发生的附加灾害，例如由于地震的发生，使得边坡受到强大的压力而变形，导致滑坡的发生；人为原因：人们在开采过程中，对坡脚不合理的开挖，改变了坡体的应力场，造成呈现张开状的岩体裂缝，随着坡的逐渐破坏，使得原来的裂缝继续扩展，此时被切割的岩体失去了稳定性，造成崩塌滑坡。

滑坡的危险性主要根据其稳定性决定的，并以最不利工况条件下的稳定性作为判别依据，在滑坡失稳后造成的损失大小来确定危险性。滑坡造成的是直接的人员伤亡和经济损失。

第四，水土流失。其发生的主要原因是人为因素和自然因素。自然原因主要是气候、地貌、植被、土壤和地形的变化，或者在滑坡灾害中，对坡体的重力侵蚀较大，造成水土流失；人为原因主要是人们不合理利用矿上资源，滥垦滥伐等不合理的行为对植被造成严重破坏会造成水土流失的现象。造成水土流失的另外一个重要原因就是水利侵蚀。在对矿山进行开采的过程中，产生废弃物、土、渣等松散堆积物，这种物质的缝隙较大，如遇到暴雨天气，同时由于水流冲击具有非常高的强度，则会使这些堆积物随意的流动，出现水土流失的问题；在许多矿区开采的作业中，忽视环境问题，破坏植被或者对地质造成直接性的破坏，都会造成水土流失的现象。

水土流失的危害最直接的影响是水土面积的大量流失，对植被造成严重的破坏，改变原有的地形和地貌，从而破坏矿山土石结构的平衡性。

二 矿山地质灾害的勘查技术方法

首先，针对采空塌陷区，可以采取地球信息技术综台方法，这种方法主要是利用3S技术；它通过GPS精确的定位灾害发生地，对地质灾害的地区分布、发生、发展规律进行掌握；通过RS技术对矿区的多时遥感图像进行叠加分析。对地貌的破坏程度、塌陷区形态、废弃物类型、面积、分布状况、环境污染状况和生态环境状况进行不同时期的获取资料；通过GIS技术根据矿山的空间分析灾害信息数据。

其次，对于滑坡、采空区，可以采取地球物理勘查方法。这种物理勘查方法主要分为四种：其一，高密度电阻率法。它是根据岩体的导电性差异来进行物探，一次性可以采集多装置数据，主要研究深度方向的电性变化和水平方向的电性变化。对有效异常的比值数据进行参数换算，有利于推测前者的灾害埋深和范围，它主要应用于深度较浅的采空区、岩石分化层等勘查；其二，视电阻率法。主要是对采空区的填充空气的电阻率与硫化物矿体的电阻率的进行鉴别，应用于圈定采空区；其三，瞬变电磁法。这种方法主要根据不接地回线或接地线源发送一次脉冲电磁场的间歇期间，利用线图或电极对地下半空间二次涡流场的变化进行观测，而且这种方法的信噪比高、分辨率强、探测的深度、速度较大、较快，容易发现采空区的异静；其四，浅层地震法。它是通过人工手段研究地层中地震波的传播规律，对地质小构造和地层岩性进行物探，它能直观地层界面的起伏变化，主要应用于滑坡、采空区的勘查。

第三，针对泥石流、水土流失，可以采取地球化学勘查法。它主要利用化学反应来勘查环境的污染情况，这种方法主要应用于环境勘查，为污染治理提供参考信息。

三 结语

由于受到自然因素和人为因素的影响，矿区常常发生地质灾害，对矿区周边环境、人员财产安全造成严重威胁，我们必须大大提高地质灾害的勘查技术水平，采用相应措施进行合理的防范和有针对性的治理，尽最大程度减少地质灾害的危害性。

矿山地质技术论文:遥感技术在矿山地质灾害中的应用评价

摘要：煤矿区是一种以资源开发与利用为主发展起来的特殊地理区域,由于资源过度开采对区域的持续累积影响,引发了严重的环境损害与地质灾害,如地面塌陷、矸石山爆崩、滑坡、冲击地压等频繁发生。本文介绍遥感技术的涵议及在矿山地质环境调查中的作用，并结合遥感技术在地质调查工作中的应用实例进行了相关探讨。

关键词：遥感技术；矿山地质灾害；应用评价

一、遥感技术的涵义

1、遥感的定义

“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

2、遥感技术的特点

①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替代的作用。

二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用

1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其外围地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。

三、应用实例分析

2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,应用Quick Bird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了分析评价。

1、塌陷坑

塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的塌陷坑。

实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还

能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。

2、地面沉陷

地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,形成地表一定范围的不均匀沉降。

实地观察发现,地面沉陷面积比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有几十厘米。地裂缝出现在沉陷区边缘,有时多条地裂缝同时出现,呈平行排列。裂缝两侧地形高差变化明显。由于第四系沉积物松散,地裂缝深度很小,裂缝宽度只有几厘米~十几厘米,容易被自然或人为扰动而消失。特别是经农业耕作改造后,形成舒缓波状微型地貌,并保持了原有播种方向和农田格状结构。但大多数地裂缝已经消失,只有水泥路面依旧保留着地裂缝的痕迹。

遥感影像中的地面沉陷显著特征是沉降区边缘形成有一定高差、宽1~2m、长数十米~上百米的不规则封闭、半封闭的环形带或条带影像,有时呈断断续续的带状。在环形带的上方(图1 A处,向阳面)色调较亮,下方(背阴面, B处)色调较暗,这种明暗色差变化的原因是沉陷形成的负地形,造成地形坡度、坡向突变,改变了光线入射角使局部光谱反射能量改变所致。在图2中,剖面亮度值得到了验证。地面沉陷区的形状与农田中的道路、田埂和植物行距排列极不协调,与自然地形坡度有显著地影像差别,是非人为因素迹象。受采空区面积影响,沉陷区具有一定的宽度,面积从数百平方米至数万平方米不等。通过微地貌的变化可以推断地裂缝的位置,据此,可以圈定并计算沉陷区的面积。沉陷区按形状可划分为环状、带状和平行状等沉陷类型。

3、地裂缝

地裂缝在基岩裸露和平原农业区都有发生,是地下矿产资源采空区应力失衡引发的岩石钢性变形。开裂的程度、规模受控于地质构造、开采厚度、深度、岩性及第四系覆盖层厚度。

实地观察发现,基岩以岩石张裂、断裂为主要特征,致使岩石垂直裂开影响到地表。第四系覆盖区则以地面沉陷区边缘的拉张性地裂缝为主。主要特征是裂缝两侧地形高差变化很小或没有变化,未形成沉陷区。基岩山区张裂型地裂缝规模大,整个山体裂开宽度达1~3m,长达数百米,小型地裂缝不足10 cm,长度几米~几十米。大量地裂缝造成地下水・渗漏,水土流失严重,山上大部分果树枯死,只有稀疏的荒草。

在遥感影像中,发生地裂缝处的地表和浅层土壤结构发生了变化,造成局部土壤含水量增加、湿度增大或透水性增强、湿度减少。甚至地裂缝的产生使植物种类(缝内生长杂草)、长势发生变化,形成色调和纹理上的光谱差异。平原区地裂缝一般规模较大,呈线状影像特征。规模小的地裂缝隐约可见,尚未影响农业种植,具有地面沉陷地裂缝的影像特征。有的沿已有老地裂缝向前延伸,呈现或明或暗的直线、折线状。有的则呈交叉或平行排列格局。有时

穿过农田形成一定落差的断陷陡坎,在遥感影像上具有不同的影像特征。山区规模较大的地裂缝呈条带状,裂缝内有植被呈暗红色。缺乏表土覆盖的小地裂缝,宽度10~20 cm,但从放大的遥感图像可以发现其踪迹,呈折线状断续分布(图3)。按地裂缝形状类型可划分为直线型、断续型和交叉型。

图3采矿造成的山体开裂

高分辨率卫星遥感图像提供了矿山地质灾害的丰富特征信息,具有宏观、准确、高效的特点,是矿山地质灾害和生态环境调查行之有效的手段之一。在一定条件下能为某些地质灾害的发生、发展提供预测指示信息,为综合治理提供科学依据。