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摘要 :近年来,由于人们加大对矿山的开采力度,并且缺 少正确开采方法,只想获得更大的经济效益,不注重对矿山的 保护,导致矿山地质稳定性严重降低,增加矿山地质灾害出现 概率,对周边环境破坏严重。因此,需要重视遥感测量的创新运 用,确保矿山地质灾害治理有序开展,具有科学性和有效性特 点, 整个工作环节更加顺利和安全。故本文围绕地质灾害展开深 入研究,重点阐述了遥感测量在矿山地质灾害治理方面中实际 应用和创新, 并简单论述了矿山地质灾害和遥感测量技术, 希望对相关工作有所帮助, 提高具体治理效果。
关键词 :矿山,地质灾害,遥感测量,治理
长久以来,我国地域辽阔,各个地区地理环境存在较大的差 异性,造就不同规模的矿山,并且随着社会的发展,人们逐渐认 识到矿山存在的挖掘价值,可以短时间内获得大量的经济效益。 但若一味地盲目进行矿山开采, 将对矿山区域水文地质、地质构 造等造成严重损害, 促使矿山地质灾害层出不穷, 为了提升治理 效果,需要借助遥感测量技术,并进行创新运用,降低灾害带来 的影响。
1 遥感测量特点
基于时代的快速发展,科学技术研究力度不断加大,并取得 良好的应用效果, 其中遥感技术由于其独一无二的优势, 深受相 关部门的喜爱。主要工作原理为 :合理融入电磁波理论,借助 先进遥感仪器,快速收集远距离目标的电磁信号,之后展开针 对性识别。同时,此技术具有信息获取速度较快、检测范围广等 特点, 不会受到其他因素的影响, 短时间内得到大量的数据和信 息,主要被运用于地质灾害治理和监测工作。另外,地质灾害可 以分成很多类型, 但大多都会对社会带来严重的影响, 尤其是矿 山地质灾害, 促使近年来逐渐加强对相关技术的研究力度, 以实 现将地质灾害带来的影响降到最低。而通过科学合理运用遥感 测量,发挥其优势,能够大幅度提升灾害治理效果,帮助工作人 员快速了解矿山实际情况, 以及周边居民具体状况, 制定可行性 较高的治理计划。不仅如此,遥感测量技术能够借助飞机、卫星 等,快速收集反射信号和电磁波辐射, 促使飞机处于高速运行阶 段,遥感监测设备也能实时获取飞机经过区域自然环境和地质 条件。正是由于其具有以上特点, 使得内部数据信息更新速度较快,并且大多遥感器距离地面都大于 10 公里,可以短时间获得 很多区域的信息,覆盖面比较广泛,为很多行业提供帮助,更是 成为地质灾害治理工作不可缺少的一项技术和设备。
2 地质灾害性质
所谓地质灾害,主要指在人为作用下或是自然因素影响下, 产生的一种对人们生命财产安全造成损害,并会破坏自然环境 的地质现象或地质作用,一旦发生地质灾害,将造成严重的损 失,整个救援工作比较复杂和危险,产生不良的社会影响。近年 来,我国各个地区频繁出现不同类型、规模的地质灾害,严重影 响人民的日常生活。同时,地质灾害出现的时间与人类活动、自 然环境息息相关, 往往是二者共同作用, 而矿山地质灾害大多是 由于人们不合理开采产生。与普通地质灾害不同的是, 矿山地质 灾害主要由于大规模采掘, 致使岩土体发生变形, 导致周边自然 环境、水文地质等发生巨大的变化,不仅威胁采矿人员生命安 全,还不利于采矿生产顺利进行。矿山地质灾害可以分成两种类 型,其一,井下矿山地质灾害,包括矿震、突水、冒顶、岩暴等。 其二,地面矿山地质灾害,包括地面沉降、泥石流、塌陷等。一 旦发生以上灾害,不仅造成人员伤亡,破坏开采设备,还会对矿 产资源、土地资源等造成严重损坏。另外,大多地质灾害存在突 发性特点, 涉及范围比较广泛, 若想有效降低此类灾害带来的影 响,需要借助现代化机械设备和技术,合理运用遥感测量技术, 提高预防水平, 降低地质灾害带来的影响。
3 遥感测量的运用价值
治理矿山地质灾害过程中,需要相关部门和工作人员能够 短时间内获得发生灾害地区实际情况, 深度了解具体情况, 降低 灾害带来的负面影响。基于此,实际工作过程中,可以通过引用 遥感测量技术, 突出其运用价值, 减少由于地质灾害的出现而带 来的经济损失。相对于其他先进技术, 遥感技术作业地点位于空 中,科学运用反射技术和光谱特性, 将灾区实际情况短时间传送 至工作人员手中, 为后期治理工作提供帮助。与常规实地调查手 段相比, 正确使用遥感测量技术, 不仅可以帮助工作人员快速了 解整个灾区的地质条件和地理情况,还能掌握矿山开采人员的 信息,使其能够系统性制定治理措施。同时,运用此技术能够实现从多个角度研究矿山情况, 为救援工作提供更加细致的数据。
具体而言,主要运用遥感测量技术中以下几个内容,具体 为 :其一,微波遥感技术。此技术能够24 小时全天处于工作状 态,借助波长微波波段,使其具有较高的穿透能力,及时获得 一些重要的信息,实现高效化监测灾区情况。其二,影像处理技 术,能够确保影像质量大幅度提升,避免出现不清晰等现象。其 三,多源影像融合技术。与其他技术不同的是,此项技术能够将 不同图像展开合理的整合和优化,最终形成一幅完善的融合图 像,帮助技术人员做出正确的判断。不仅如此,由于大多地质灾 害发生时间难以预测,使得矿山地质灾害出现时常常存在工作 人员被困等现象,而运用遥感测量技术,可以提前进行预警,快 速收集相关的图片和信息资料。
遥感技术在监测中主要运用流程为 :其一,烟感数据源的 选取。每个遥感系统的空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率等 各不相同,只有选择相对应的遥感数据,才能保证监测的有效 性。同时,还应考虑周边环境的影响,分析监测对象空间分布的 特点。其二,几何配准处理。主要指利用地面控制点数据,开展 几何校正,确保不同时段遥感图像的准确性。其三,辐射处理与 归一化。当遥感图像经过校验之后, 仍然需要进行辐射度匹配与 归一化处理,使其能够保证每个时段图像具有可对比性。其四, 变化检测算法及应用, 可以采用光谱类型特征分析方法。
4 遥感测量在矿山地质灾害治理方面中实际应用和创新
4.1 监测矿山地质灾害
由于矿山地质灾害的特殊性,一旦发生将造成严重的损失, 并且开采人员无法及时躲避,还会破坏周围水资源和生态环境, 在此情况下, 监测此类地质灾害属于一项极其重要的工作, 其具 有综合性强等特点, 与人们日常生活和经济收入关系密切, 需要 采用合理方式进行监测。具体工作过程中,可以利用现有资源, 通过加强对矿山地质灾害的了解, 创新运用遥感测量, 以此进一 步加强监测水平和效果。由于地质灾害大多是受到强降雨或是 暴雨影响,而进行合理监测,能够提前进行预警,及时疏散矿山 周边人员。根据相关调查结果显示, 气象卫星可以对各个地区展 开全方位的检测, 了解每个区域降水量具体情况。
并且陆地资源卫星能够深入调查地标,之后结合调查结果, 展开深入分析, 再利用遥感技术, 找出矿山地质灾害出现的根本 原因,实现科学控制灾害。另外,一旦由矿山地质灾害造成人员 伤亡,将影响开采工作,并会对周边环境造成破坏,造成重大的 经济损失。因此,当处于灾害治理阶段,通过充分发挥遥感测量 技术的优势, 之后结合实际情况, 展开系统性检测并进行准确评 估,以此帮助工作人员快速了解整个矿山地质灾害带来的经济 损失,从而选择正确治理方案,防止出现适得其反的现象。正常情况下,矿山发生地质灾害,多是由人为因素导致,但其中地质 构造进行缓慢运动也起着辅助作用, 加大地质灾害的危险性。针 对这一现象, 需要将遥感测量与信息技术进行融合, 建立完善的 动态监测系统, 使其能够在地质灾害来临之前进行预警。
4.2 找出灾害出现原因
现阶段,伴随着社会飞速发展,为矿山开采工作提供便利, 开采人员能够运用更加先进的技术和设备开展工作,提高矿山 开采工作的安全性, 但仍然存在部分人员为了加快作业效率, 而 不按照流程进行作业的现象, 提高矿山地质灾害出现的概率, 不 利于矿产资源开发长远发展。目前,由于矿山地质灾害类型多 种多样,当根据成灾时间进行分类时,能够分成缓发性和突发 性,其中比较常见的分类方法为, 按照灾害空间分布以及成因进 行划分。具体为 :当岩土体出现变形灾害,可以分成 :其一,采 空区与矿山地面发生塌陷。主要由于具体开采过程中出现留柱 不足情况,或者矿柱出现损坏,不具备支撑能力。其二,矿山边 坡存在失稳、滑坡等情况,多发生于非金属矿山与建材矿山。其 三,坑内岩暴。主要由于矿坑旁边围岩受到地壳应力的影响,使 其被强烈压缩,大量岩石破坏成为碎块,大规模喷射。其四,地 震。矿山开采过程中,若无法保证采矿活动的科学性和合理性, 将会出现小震级地震。而若由于地下水位发生变化导致出现矿 山地质灾害, 将造成矿坑突水涌水情况等。
经过以上分析,可以发现矿山地质灾害多种多样,增加灾害 治理的难度, 若不能在规定时间内找出灾害发生的根本原因, 将 延长治理时间,经济损失进一步扩大。针对这一特点,可以利用 遥感测量技术, 帮助工作人员快速找到灾害出现的根本原因, 根 据对数据的深入分析, 准确找出影响矿山地质稳定性的因素。以 某市一矿山为例, 由于此矿山所处区域周边存在河流, 每年平均 降水量较多,促使矿山极易出现滑坡地质灾害。实际治理过程 中,技术人员运用遥感测量技术可以发现, 矿山附近河道水流流 量达到 5m3/s,分析遥感图像得出,矿山周边土质多为混粉质粘 土碎石。滑坡成因为 :受到矿山周边地理环境的影响, 经过长时 间暴雨的作用, 矿山稳定性严重降低。
4.3 科学规划灾区
当矿山地质灾害出现之后,需要根据灾区实际情况,展开科 学规划, 并围绕重点区域进行深入调查和分析。结合有关调查结 果显示,矿山地质灾害多是由于不合理开采或是受到地壳应力 而发生重大灾害, 若矿山处于地理环境比较恶劣, 将具有更大概 率出现灾害。基于此,需要借助遥感测量技术,对极易出现地质 灾害区域的矿山进行合理划分,以便制定不同类型的治理方案 和措施,实现有目的进行工作。实际工作过程中,工作人员可以 提前利用网络技术,系统性查找矿山地质灾害的特点以及相应 的预防措施, 为地质灾害监测工作提供大量准确的数据。
另外,每种类型地质灾害都具有较高的风险性,譬如矿山地 质灾害可以诱发地震、泥石流, 并会导致采矿场边坡处于不稳定 状态,发生滑坡、岩崩等情况,破坏性较高,都将对矿山周边居 民带来严重的影响。因此, 需要相关部门重视遥感测量技术的运 用,对矿山周边区域分成不同的安全等级, 并仔细记录每个区域 将受到的影响, 之后将所有信息进行汇总收集, 建立完善的矿山 地质灾害监测平台, 加快各类信息传递效率, 帮助各个部门工作 人员及时获取重要信息,进一步加快工作效率。此外,运用此类 技术过程中, 一旦发现某一区域矿山出现重大地质灾害, 图像中 颜色和形态将不断被丰富,此时工作人员即可掌握灾害出现的 区域, 并能快速分析灾害形成原因, 制定有效的治理计划。
4.4 矿山地质灾害评估
开展矿山地质灾害治理工作时,不应一味地重视对灾害现 场的治理工作, 还要加强对灾害评估工作的重视。地质灾害破坏 范围比较广泛, 对周边区域破坏比较严重, 显著增加灾害治理工 作的任务量, 整个工作内容呈现种类繁多等特点。运用遥感测量 技术, 可以实现系统性检测矿山受损程度, 以及对周边建筑的损 害,但无法检测具体被困人数。因此,实际工作过程中,应充分 发挥遥感测量的优势, 观察并分析高分辨率的影像和图片, 了解 整个矿山区域各种资源受损情况, 以及相关基础设备, 以便于顺 利制定科学治理方案, 将灾害带来的经济损失降到最低。
4.5 矿山地质灾害管理
由于矿山地质的特殊性,加上近年来开采力度日益加大,导 致矿山周边植物覆盖率日益降低,促使矿山滑坡灾害出现次数 日渐频繁,并且由于此类灾害出现还会诱导其他类型矿山地质 灾害的发生, 带来的危害仅仅低于地震, 将导致矿山周边所有居 民和建筑受到侵害。基于此,为了进一步降低滑坡带来的危害, 相关部门逐渐加强对矿山滑坡的研究, 并参考滑坡地学原理, 之 后借助数据模型展开分析,制定比较完善的治理方案,使其能 够在减少经济损失的基础上, 科学保护矿山资源, 确保开采人员 以及周边居民的生命安全。同时, 为了保证治理方案能够落到实 处,需要有效融入遥感测量技术, 正确分析滑坡灾害的定性和定 量,实现对整个矿山灾害区域展开全方位的监测。
泥石流也是矿山地质灾害主要组成部分之一,具有极强的 破坏能力, 并且一旦救援工作存在问题, 将增加人员伤亡和经济 损失。与其他类型地质灾害不同的是, 泥石流属于一种接近于挟 沙水流和泥石流的一种灾害,主要形成原因为 :长时间暴雨使 得矿山内部地质受到影响, 一旦发生很难进行人为阻碍。地质学 家普遍认为, 泥石流产生需要的条件为 :固定物质比较松散、纵 坡沟床比较陡峭、长时间的暴雨天气。当采用传统方法进行监测 矿山过程中, 工作人员很难利用现有资源, 判断某一矿山是否具备发生泥石流的条件, 导致无法提前进行预警。而通过合理使用 遥感测量技术, 能够有效改变传统技术存在的弊端, 实现准确估 算泥石流带来的影响, 以及产生的沉积区域, 针对性制定比较合 理的治理策略, 起到事半功倍的效果。
不仅如此,矿山地质灾害的发生,还会造成周边水土流失比 较严重,破坏生态环境,加重环境恶化程度,并会影响周边居民 日常用水。当处于灾害治理阶段, 水土保持属于比较重要的一项 工作,也是一项比较复杂、技术性较强的任务。因此,实际工作 过程中, 应合理运用遥感测量技术, 避免治理阶段产生其他类型 灾害,而延长治理时间,加大人力和物流成本的投入。进行水土 保持工作时, 需要工作人员掌握水土流失产生的根本原因, 了解 水力、风力、重力等因素产生的影响。根据相关调查结果显示, 国内很多区域存在不同程度上的水土流失,若当水土流失范围 比较小时,不能引起重视程度,相关部门保持忽视态度,无法采 用合理的方法进行有效控制, 将导致矿山地质条件发生变化, 产 生不可估量的后果。要求相关部门应该重视矿山水土流失现象, 科学运用遥感测量技术,以便于第一时间了解矿山区域实际情 况,准确计算土壤坡面的侵蚀程度, 再采用合理的解决方案。
4.6 遥感测量技术创新运用
随着信息时代的到来,愈加重视对技术的创新运用,通过对 原技术调整和改善,达到创新运用的目的,提高技术运用效果。 基于此,对于遥感测量技术来说,一经问世受到各个领域喜爱, 被广泛运用, 但随着社会的进步, 此技术很难满足一些领域的需 求,加强对遥感测量的研究力度。其中差分干涉雷达遥感融入遥 感测量技术的优点,并进行系统性升级,优化具体工作流程,得 到信息和数据更加准确, 快速获得地表形变的信息。若将此技术 运用到矿山地质灾害治理工作中,整个工作流程将更加简便快 捷,降低灾害带给人民群众的影响。
5 总结
总而言之,矿山由于其具有较高的开采价值,促使矿山开采 工作受到社会广泛关注, 帮助人们获得巨大的经济效益, 促进市 场经济飞速的发展。但由于部分人员缺少对相关知识的掌握, 缺 少比较完善的法律,导致非法采矿或者盲目开采现象时有发生, 显著提高矿山地质灾害发生概率, 造成大量矿山资源被浪费。针 对这一特点,要求相关部门应加强对矿山地质灾害治理工作的 重视程度, 合理运用遥感测量技术, 将其运用到矿山地质灾害管 理、动态监测、灾害评估、区域划分等环节,不断强化具体治理 效果, 提升矿山地质灾害监测水平。
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