地質環境論文大全11篇

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1．1放炮影響范圍根據開發方案，采場每次布置3排鉆孔，每排10個孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺階高度達15m。

1．2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采，高度為15m；開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2地質災害危險性預測根據開發技術方案，礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖

3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段（T1j3）石灰巖礦層，開采標高均高于當侵蝕基準面；開采范圍內無河流、水庫等地表水體；地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小，礦山開采后不會對含水層結構破壞，不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。

4地形地貌預測按照開發利用方案，礦山開采后將形成高度0～105m的邊坡，礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。

5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場，在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路，占用耕地資源4．41ha；工業廣場修建占用耕地資源1．59ha；礦區為露天采場，占用耕地資源43ha；石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此，璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。

6建（構）筑物影響預測礦山為露天開采，將會對礦區范圍內的所有建（構）筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158．45m，計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m；對礦區周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。因此，璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建（構）筑物影響嚴重。

二、礦山地質環境防治

針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果，將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區，設計以下防治工程：1）礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊，特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2）對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡；對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3）對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4）修建截排水工程。

1邊坡防治工程

1．1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°，自上而下臺階式分層開采，采高15m，臺階寬度約10．5m；AB邊坡長約600m，高2～50m；BC邊坡長約440m，高50～106m；CD邊坡長約360m，高40～96m3；DE邊坡長約526m，高17～42m3；EF邊坡長約210m，高2～17m；放坡處理各段邊坡。

1．2清理危石及時清理采場邊坡上的危石，避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則，對各邊坡上的危石清理完成后，才能進行下一臺階的開采。

1．3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部，地形呈渾圓狀的小型獨立山包，自然排水條件良好，匯水面積小，在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m，以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m，高差10～20m，設置橫向和豎向的截排水溝，將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝，避免對坡面草籽植物造成沖刷，豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。

2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面，對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水，需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m，墻體寬度為0．3m，預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水，設計每個污水處理池采用尺寸為2．5m×2．5m×1．6m，容積10m3污水處理池3個，墻體寬度為0．3m。預計開挖工程量30m3；砌筑工程量約為14．4m3，污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水，對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵，防止粉塵飛揚。

三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。

1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案，露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2，礦山開采前礦區土地主要為耕地，以種植果樹為主；礦山開采難以恢復原來的地面植物，故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，預計回填方量為241610m3；（2）平整場地，場地平整應采坑中間高，四周低，便于地表水排入排水溝中；（3）植樹，行距×株距為5m×5m，預計12080株，建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木（4）排水，沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝，保證采坑內地表水排泄通暢，將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段，用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面，底寬400mm，頂寬700mm，高800mm，壁厚300mm，預計長度約2350m。排水溝每隔10～15m設置一道伸縮縫，用瀝青麻絲進行有效止水。

2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化＋截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡＋綠化處理。每級邊坡分階高度取15m，每階平臺寬度取10．5m，種植蔓藤類植物綠化坡面，在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體，墻體嵌入基巖0．1m，墻體截面0．3m×0．5m（寬×高）。墻背回填0．3m厚的土壤，蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。

3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化，預計植樹60株。待礦山閉坑后，建筑垃圾清除干凈，將表層1．0m范圍土地掘松，種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2，可采用挖掘機松土，植樹綠化，行距×株距為5m×5m，預計176株。

4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場，礦山閉坑后，采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復，工業廣場建（構）筑物提供給當地使用，不進行處理。

5地表建（構）筑物的處理礦山為露天開采，將會對礦區范圍內的所有建（構）筑物全部破壞，對礦區周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全，對在影響范圍內的村民實施搬遷。

四、結論

1）分析了礦山地質條件，認為礦山開發技術條件的級別為中等；

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2煤礦采空區地質環境恢復的措施分析

2.1注重防治風沙災害，加強植被建設煤礦采空區的環境恢復應該面對的問題就是注重防風防沙。對于煤礦開采區而言，當地的植被遭到了較為嚴重的破壞，因此，在煤礦開采完畢之后，應該采取強有力的措施，努力地改善當地的植被，盡快地恢復當地的環境，從而避免因為采礦而破壞植被，帶來沙漠化，給當地帶來不可挽回的損失。為了有效避免煤礦采空區出現土地沙化，應該加強當地的植被建設，采取有效的措施逐漸恢復當地的原有植被，遏制因為沒有植被保護而發生的土地沙化，而且防風防沙工作應該與加強當地的植被建設同步進行。

2.2根據實際情況，因地制宜植樹造林在煤炭采空區的環境恢復中，不能按照教條模式，不分青紅皂白地栽種某種植物，而是應該根據當地的實際情況，結合農田的發展，因地制宜地進行植樹造林。例如在一些沙化較為嚴重、水分嚴重缺少的地帶，應該盡可能地栽種抗旱林木，從而保證該地帶的林木成活率。不管實際情況只是一味地植樹造林，反而會起到適得其反的效果。在農田周圍修建防護林的時候，還應注意到的問題就是，盡可能地栽種較高的林木，為了避免風沙的侵擾才會在農田周圍栽種防護林，而防護林的目的就是為農田擋掉風沙，因此應該栽種較高的林木保護農田。因此，在煤炭采空區進行環境恢復的時候，應該盡可能地根據當地的實際情況，具體問題具體分析，栽種適合當地地帶的植物，從而實現植被收益的最大化。

2.3發展基本農田，促進林牧業發展在煤炭采空區進行環境恢復的過程中，應該采取兩種最為基本的措施，分別是發展基本農田和大力促進林牧業的發展。這兩種基本措施應該相輔相成，共同促進煤炭采空區的環境恢復。首先對于煤礦采空區的空地而言，應該將其充分地利用起來，那么發展和培育農田就成為了當下的首要工作，只有在空地上培育農田才能夠物盡其用，真正實現煤炭采空區的后續價值。然而對于基本農田的發展也應該有一個合適的度，應該適可而止，應該與林牧業的發展有效地結合起來，兩者之間共同協作才能促進環境的恢復。在基本的農田范圍確定之后，還應該在農田周圍建立起必要的防護林。一方面建造防護林能夠有效地提升煤炭采空地區的植被覆蓋率，促進該地的環境恢復；另一方面防護林還能夠起到保護農田的作用，讓農田免遭風沙的侵襲。這兩個基本措施應相互配合，要根據實際情況，不斷地促進煤礦采空區的環境恢復。

2.4實行三年保活驗收移交制度，提升林木成活率對于煤礦采空區的環境恢復而言，僅僅在地表上植樹造林是遠遠不夠的，在樹木種植結束以后，還應該有著一系列的后續工作，將林木成活率提高上去，才能真正地做到煤礦采空區的環境恢復。如果僅僅是栽種樹苗，之后就不理不睬，任其自生自滅，那么起到的效果往往會差強人意，甚至會起到相反的效果，不僅不能促進環境的恢復，還會浪費大量的人力物力。因此應該采取有效措施，保證林木的成活率。找到樹苗培育的第三方有利于保證樹苗的成活率，從而促進煤礦采空區的環境恢復。三年保活移交制度是非常適于當下情景的，在栽種樹苗之后，將樹苗的培育工作移交給第三方，等到三年以后，按照樹苗的成活率來付款。這樣的形式會在很大程度上保證和提升煤礦采空區樹苗的成活率，從而很好地促進該地區的環境恢復。

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二、水利工程對地質環境的影響分析

在水利工程項目建設過程中，前期需要對河床進行開挖。同時，還需要對河岸兩側進行削坡等。以上項目施工均會導致施工區域內自然植被、土壤、巖石結構穩定平衡受到不良的影響。一旦施工過程中某個環節操作不當，則極有可能引發大面積滑坡、坍塌等安全事故。特別是對于水庫工程項目而言，由于其大壩自身重量大，在蓄水狀態下蓄水產生的水壓力更大，這部分水壓力可能通過水庫大壩壩體傳遞至周邊地基基礎以及巖體結構當中，誘發水庫地震等地質災害問題。具體而言，在水利工程項目建設過程當中，其相對于地質環境的影響可以概括為以下3個方面:

2.1水利工程對地震活動的影響

對于大規模水庫而言，項目建設后期蓄水狀態下可能誘發地震，這一點已成為共識。早在1967年所召開的國際大壩會議已提出:不少無震區因受到大型水庫建設項目蓄水影響，蓄水狀態下產生破壞性地震的可能性極大。更加關鍵的一點是:在水庫初期蓄水過程當中，水庫蓄水深度及蓄水量均持續增加，水庫區地殼原有的地應力分布被持續破壞，從而誘發地震，特別是新第三紀以來，受到新構造運動活躍區域因素的影響，導致水庫對地震作用力的誘發機制更加顯著。在以上條件下誘發的地質活動具有以下4個方面的特點:①地震震中相對于水庫距離較短，多在25km范圍之內;②地震震源深度較淺，多在10km范圍之內;③地震烈度水平較高;④地震作用力破壞性較大。同時相關研究人員也指出:對于大規模的水庫工程項目而言，其蓄水過程與地震活動的誘導因素直接相關性表現極為顯著。但受水庫蓄水活動影響而產生的地震震級相對較低，多在6.5級范圍之內。從水利工程項目建設的角度來說，為盡量避免誘發地震，應當注意以下4個方面的問題:①水庫建設過程中，應當避免將水庫大壩選址確定在地質條件較差、斷裂發育延性不均勻、地震活動相對活躍的區域;②若所選址區域存在以上特點，則需要在大壩壩型以及建筑材料選擇方面，關注其抗震性能的優越性;③在水庫建設完成并驗收合格后的初期蓄水期，一旦出現微小地震跡象，則需要對水庫水位升高速度進行合理控制，避免過多的受到地震波動影響;④在水庫運行期，需要由專人負責開展地震作用力的觀測工作。

2.2水利工程對庫岸穩定的影響

對于水庫而言，在蓄水狀態下，受到水位變化因素以及波浪作用力因素的影響，可能會導致水庫原岸坡結構的平衡性徹底被破壞，從而進一步激發包括山體塌滑、以及山體滑坡在內的安全性問題。舉例來說，三門峽水庫在其蓄水兩年時間過程當中，共發生1.7億m3的庫岸坍塌事故。意大利瓦伊昂壩上游2.5億m3山體在30s時間內滑入水庫庫區，由此引發了極為嚴重的壩頂溢流事故，造成了數千人的死亡事件。因此，為盡量避免水利工程項目建設對周邊地質產生不良的影響，在水庫蓄水前就需要對岸坡進行削坡處理，盡可能早地發現潛在的滑坡山體結構并予以清除，并做好蓄水安全鑒定。同時，還需要做好水庫排水工，以及結構加固工程措施，應急預案等非工程措施。

2.3水利工程對水庫滲漏的影響

在水利工程蓄水狀態下，大壩壩基所承受水頭可能會出現一定程度的滲透問題。若水庫庫區邊緣山脊過于單薄，或存在一定程度的溶洞、以及溶槽現象，則一方面會導致滲透漏水量增大，另一方面還會對周邊地質條件以及水文條件產生嚴重影響，最終影響整個水庫項目的綜合運用。而對于污水庫、以及尾礦庫而言，一旦出現滲漏問題，則還有可能污染地下水，對周邊地區環境生態產生嚴重的影響。針對這一實際情況，在水利工程項目建設完成后，應對其滲漏情況進行長期監測，針對滲漏量加大的部位，采取必要的防滲加固措施，以最大限度地減小水庫滲漏量。

三、環境地質對水利工程的影響分析

環境地質可能導致水利工程項目在建設過程中，出現以下3個方面的問題:①動力工程地質問題(主要有滑坡、泥石流等);②地表變形破壞問題(主要有沙土液化、黃土沙陷等);③地表巖土體性質變化問題(主要有土壤鹽漬化、沼澤化等)。因此，為了保障水利工程項目順利建設，需要對以上環境地質現象的發育規模、發展趨勢、發展速度進行綜合調查、研究、預測，提出相應的工程技術措施，從而最大限度地控制變形破壞方面的問題。具體而言，主要涉及到以下2個方面的內容:

3.1水體環境對岸坡滑動的影響

相關實踐研究經驗證實:治坡需要以治水為基礎。其主要原因是:受到水分以及水作用力因素的影響，導致相關巖土體結構的抗剪強度明顯較低。同時，其所對應上浮力以及裂縫水壓力明顯提升，受到以上因素的共同影響，導致岸坡結構穩定性大打折扣。同時，還需要注意的一點是:從地質構造的角度上來說，其與滑坡動力之間的對應關系也是極為顯著的。軟弱夾層，風化作用形成的風化裂縫、風化夾層地下水作用形成的泥化夾層等均為易形成滑動面的構造面［1］。這些構造面結合水系的作用無疑是雪上加霜，加劇了動力工程地質破壞。滑坡基本都與地下水系和地表永系的分布、存在的方式、運動方向或趨勢等方面關系密切。

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在礦山開采中所產生的廢水污染，主要有以下幾種：（1）礦山建設和生產過程中的礦坑排水；（2）尾礦、露天礦等受到的雨水沖刷、滲透溶解礦物中可溶成分的廢水；（3）在洗礦過程中所用的藥劑產生的廢水；（4）其他生產、生活廢水等。這些廢水，大部分沒有經過處理，這就造成了地表水、地下水的污染，給周圍的土地、農田帶來嚴重威脅，這些廢水經過蒸發，有害物質混淆在空氣中，造成了空氣污染。

1.2地質災害頻繁發生

在露天礦的開采過程中，由于發生邊坡失穩，會發生山體滑坡和地面塌陷、泥石流、水土流失等地質災害。如遼寧大孤山鐵礦、撫順西露天、湖北鹽池河磷礦等，都發生過一些地質災害，給當地的生產或生活帶來嚴重問題，造成建筑物坍塌，道路中毒，影響人民生命安全。礦山開采中所產生的大量廢棄物，除了會占用大量土地，造成大氣污染，還發生泥石流、塌方等危害，尤其在個人采礦場中，亂采亂挖、亂推亂放現象嚴重，把各種礦石放在河口、河床或者公路邊，一旦發生暴雨，產生水土流失，就會產生泥石流。在山西省，煤炭面積占全省面積的36%，遍及范圍較廣。每年所產生的各種災害問題也尤為突出，給環境和人民生活帶來了嚴重影響。

2.在礦山地質環境調查中遙感技術的應用現狀

先前已有同行以QulckBird多光譜遙感數據為主要信息源，采用遙感調查與地面核杏的方法，基本查明了江西德興銅礦礦醫尾礦、固(液)體廢料類型、分布現狀和排放渠道，形成了礦山地物遙感識別，尾礦庫水下尾礦堆積醫遙感識別，礦山地物面積計算、體積測算等遙感調查技術。還有采用大比例尺SPOT5衛星遙感影像，準確圈定出面積性的礦山環境地質問題，通過歷史上多期影像對比，揭示出礦山地質環境的時空演化。

3.遙感技術在礦山地質環境調查中的作用

3.1遙感技術的涵義

遙感應用受地面條件限制少，使用的電磁波各波段之間，性質差異很大，用途也很不相同。而且還具有經濟效益好，成本低，收益高等一系列特征。由此可見，遙感技術在自然災害的調查、監測和預測中具有顯著優勢。

3.2資源損毀遙感監測

利用遙感技術對資源損毀進行監測，首先應該選擇出監測因子，監測因子的選擇比較寬泛，大體上可以分為兩種，一種是選擇礦石，另一種就是自然景觀。利用遙感技術不僅能夠擴大監測范圍，還能提高監測的準確度，比如遙感技術具有高空間分辨率的功能，這種功能能夠十分清晰的辨別出損毀的資源具體的空間分布，但是可以監測到塌陷坑；遙感技術還具有多光譜數據的功能，這個功能的主要作用就是辨別出沒有得到妥善安置的固體廢棄物的主要構成成分，并且準確的識別出其空間分布，最重要的是遙感技術能夠實現高精度的DEM功能，其主要作用就是能夠準確地分析出整個礦區的地形地勢及其特征，這對我國的礦山地質環境調查幫助非常大，尤其是這個功能還能將分析出來的數據繪制成相關的數據圖形，大大減少了調查人員的工作量，也減少了人工誤差。煤（矸石）自燃區以及非自燃區的輻射熱量存在著一定的差別。若不辨別其輻射熱度，在礦山開發的過程中就可能會造成一定的資源浪費，甚至會出現傷亡事故。而遙感技術正好能夠捕捉到這種差別，清楚的分別出礦藏的區域類型，這樣調查人員就可以根據遙感技術分析出來的圖像有選擇進行調查，減少資源損失，也降低了對環境的損害程度。但是需要注意的是，目前，遙感數據源比較豐富，高、中、低分辨率和多光譜、高光譜數在資源環境調查中的優勢不盡相同，在使用時可將二者優勢有機結合起來。另外，還可以根據煤田的分布情況、當地礦山的地質條件，再加上適度的實地勘查，可以對檢測結果進行恰當的修正，這樣監測的準確度會更高。

3.3遙感監測地質災害

3.3.1滑坡類地質災害監測

遙感技術在這類災害監測中，應用時間很長，因此與其他災害監測相比積累了很多經驗，針對這些災害的監測其主要監測內容有兩個：一個是災害體本身，另一個是災害體的具體信息。其涉及的技術主要有影像光譜信息、地形地貌覆蓋等，其主要方式就是設備與人相互配合，然后其自動系統會識別出災害體及其分布情況等信息。因為斜坡類地質災害與周圍普通物體在形態以及紋理等這些細微方面存在著很大的不同，這種差別利用遙感技術能夠清楚的顯示出來，專業遙感技術使用人員，能夠通過遙感圖像明確的辨別出礦山中存在的災害體以及規模等具體的信息。對斜坡類地質進行檢測，對遙感技術中的影像空間分辨率并沒有過高的要求，通常情況下，在2.5米以上即可。

3.3.2地表變形破壞程度監測

傳統監測這種地質災害的方法有很多，只是這些方法都有一個劣勢，那就是必須到野外工作，但是有些礦山的地質條件非常差，工作人員難以到達，所以也就降低了這些方法的操作性，也正因為如此，利用這些技術取得的效果并不顯著。為了解決這個問題，近些年，發展了干涉了雷達技術，該技術的應用，大大提高了監測的準確度。該技術是在空間相干性估計等技術基礎之上發展起來的。其主要應用原理就是雷達波相位差，因為研究區域中的物質不同，其SAR影像也不同，這種方式避免了大氣效應的影響，對那些比較細微的地表變形遙感技術也能監測得非常清楚，目前這種技術已經發展成為高精度的普通使用的技術。

3.3.3地裂縫識別與監測

礦山開發產生的地裂縫改變了地表幾何形態、地貌特征和光譜特征，如坡度、坡向變化等，這種變化造成了地物反射光譜的差異，產生的微弱變化信息在遙感圖像上能夠被反映。

3.4礦山地質災害危險性評估與預警

遙感技術可以貫穿礦山地質災害孕育、發生及發展趨勢監測的全過程，因此遙感監測可包括礦山地質災害的易發區、危險區及危險程度和預警3個層次。就危險性評估與預警的災種而言，主要包括斜坡類地質災害、地表變形及地裂縫。隨著科學發展觀戰略的實施，礦區人與環境的和諧發展成為礦業城市發展的主旋律，開展礦山地質災害危險性評估與預警，將成為礦山地質災害遙感監測研究的重點。

3.4.1地質災害危險性評估

地質災害危險性評估是在查明各種致災地質作用的性質、規模和承受災害的對象社會經濟屬性的基礎上，從致災體穩定性和致災體與承受災害的對象遭遇的概率上分析入手，對其潛在的危險性進行客觀評估。以滑坡為例，進行危險性評估的遙感監測工作是通過分析，找出影響礦山滑坡危險性的主要因子。該主要因子除了與滑坡密切相關的地質地貌指標、地理指標及生態指標外，還與礦產資源開發等人類活動的強度有關，為此選擇如下監測因子進行遙感監測研究。

3.4.2礦山地質環境預警

這是遙感技術在礦山地質環境調查中的重要應用，因為礦山地質環境的主要特點就是區域性，而且地質災害頻發，正是因為這兩個特點，才使得相關部門無法對礦山進行全面的治理，再加之，經費有限，沒有足夠的經濟支持，很難實現礦山的全面治理。但是遙感技術的應用，卻解決了這個問題。因為遙感技術可以對礦山地質環境進行預警，一旦發生突發狀況，工作人員能夠馬上從遙感圖像中發現，及時地對其進行治理。遙感技術的這項應用現已成為我國國土規劃以及災害預防的重要管理手段，為國家決策提供精確的數據。多期遙感影像監測能夠獲取礦山地質環境的變化信息，而利用遙感技術開展礦山地質環境預警工作，是對多期影像的監測結果進行綜合分析和研究的過程，通過結合先驗知識等輔助數據，可以獲取一定的致災因子，從而為礦山地質環境預警提供科學依據。

4.礦山地質環境遙感調查存在的問題

遙感技術之所以目前尚未得到廣泛的應用，主要受限于以下兩方面的問題：一是在礦山地質環境調查隊伍中，技術人員對遙感技術比較陌生，使得遙感技術難以發揮應有的作用。二是礦山地質環境遙感調查工作需要多時相的實時或準實時的遙感信息源，但價格昂貴，目前只局限于重點地區與重點工程的地質環境調查。雖然存在以上問題，但我相信隨著遙感技術的發展和廣大地質工作者的不懈努力，以及政府部門日益加大的支持，廣泛利用遙感技術進行礦山地質環境調查研究是必然趨勢。

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1．2系統開發的原則(1)先進性原則。采用微軟最新開發平臺．net4．0框架進行開發，采用系統工程思想，滿足系統性能可靠，易于維護的要求。并充分考慮礦山企業的業務發展和信息技術的進步空間，將業務和信息技術有效結合。(2)統一性與規范性原則。在結構上實現開放，基于業界開放式標準，在國家相關標準和行業標準的指導下，采用遵循統一、規范的信息編碼和坐標系統、規范的數據精度與符號系統等。(3)可擴展性原則。系統在設計的過程中，采用標準的API接口，滿足客戶后續的定制需求。同時底層數據接口已經預留了擴充升級的余地，為今后系統升級奠定了基礎。(4)適應性原則。為應對今后不斷發展和完善的統計核算方法、調查方法和指標體系，系統采用了組合建模方式，具有廣泛的適應性。(5)實用性原則。系統結構應簡潔，功能方便、靈活，用戶界面友好，便于操作。

1．3系統體系結構設計

1．3．1系統基礎設施架構設計礦山地質環境代價核算系統是以融合基礎架構(HPCloudSystemMatrix)作為基礎進行設計，從邏輯上劃分為3層，普通用戶通過資源請求層獲取資源，包括創建或者訪問礦山地質環境代價核算業務系統，管理員用戶通過資源請求層實現對礦山資源地質環境代價核算業務系統實例的生命周期管理，包括增加CPU、內存、硬盤空間、啟動關閉實例等。當用戶確定提交服務目錄的資源時，云控制器會調用工作流引擎檢查資源的有效性，反之，則返回錯誤提示資源不足。如果資源滿足要求，資源交付層將會通過工作流引擎，通知資源供應層供應資源。資源供應層根據資源交付層的要求分配計算資源、網絡資源以及存儲資源，同時會調用相應的安裝源自動完成系統的安裝與部署。底層的資源管理器利用虛擬化資源層將具體的硬件資源(服務器，存儲，網絡)進行池化，形成服務器資源池，存儲資源池和網絡資源池供上層使用。資源的池化利用VMware的ESXi或者Mircosoft的HyperV以及Linux的KVM實現的，因而本設計方案支持客戶多種虛擬化選擇，資源的監控借助HP的InsightDynamic軟件實現。

1．3．2系統邏輯業務架構設計(1)礦山地質環境損失核算。在礦產資源勘查開發利用過程中，由于采礦活動的影響而產生的地質環境變異或破壞事件，主要包括礦區地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡，含水層破壞損失補償，地形地貌景觀破壞造成的經濟損失等。(2)礦山環境污染損失核算。在礦產資源開發過程中，所產生的廢水、廢氣、廢渣對環境造成損害，由此帶來的經濟損失。(3)水土流失損失核算。在礦產資源開發利用過程中，因施工或者開礦所產生的廢石和礦渣引起土壤退化和植被破壞，造成土壤養分、水分損失等，由此帶來的經濟損失。

1．3．3系統空間數據庫架構設計作為一個完整的礦產地質數據庫系統，從業務的角度應該包含地質損害數據，未用礦產資源破壞數據，土地資源損失數據，森林生態系統破壞數據等，涵蓋幾乎全部進行地質環境代價核算業務技術工作數據。同時考慮到數據的易維護性和性能，將每個專題分別建庫。另外，針對云平臺的系統維護數據，譬如主機信息，系統資源池分配與回收信息等專門引入了一個云平臺數據庫進行保存。通過對整個系統進行總體分析，對數據進行層次劃分，分別為基礎數據層、專題代價核算數據層、專題空間數據層。基礎數據層由云平臺基礎信息庫、系統管理模塊庫組成，云平臺基礎信息庫由HP云平臺管理引擎自動維護和處理，主要維護數據包括云平臺資源池信息，系統資源利用率信息，基礎設施的生命周期信息等，系統管理模塊庫中主要包含用戶權限信息，礦產資源信息，礦種信息，工業產值信息，人均GDP信息等;專題空間屬性數據層能夠對進行業務系統代價核算的成功數據進行查詢，檢索和保存。

2系統實現與自動化部署

2．1系統軟件、硬件平臺該平臺采用HPCloudSystemMatrix(version7．2)作為底層資源平臺，以C#作為主要開發語言實現，

2．2數據庫設計

2．2．1空間數據庫空間數據庫存儲圖形數據，圖形數據分為平面圖形數據和遙感數據。建立平面圖件庫，首先利用計算機將平面圖件數據柵格圖形進行矢量化。平面圖形數據又被拆分為3層———“圖幅—層—目標”，根據地物分類和用戶的實際需要，設計出相應的圖層。并根據圖形上不同的要素類型，將圖形要素分為道路、水域、塌陷地、林(草)地、耕地、工礦用地、復墾區、地面建筑物、井下巷道、采掘工作面等10類，在矢量化過程中，將相同類別的圖形要素放置在同一圖層上，因此，一個平面圖件被分為10個圖層。遙感圖像庫存儲的數據來源于利用遙感技術對礦山環境進行長期的動態監測獲得的遙感數據，遙感數據包涵了地面物體的各種特征量，通過提取與分析這些數據實現對環境的監測與環境變化的反演，可為礦山環境管理提供直接、客觀的數據支撐。

2．2．2屬性數據庫屬性數據庫主要存儲礦山地質環境代價核算邏輯運算相關的數據和空間數據庫中的圖形上每一地物對應的若干屬性數據。根據礦山地質環境代價核算的要求，設計各種表格，并規定各個數據項的類型、長度等，屬性數據庫具體的結構與礦山地質環境代價核算的邏輯業務關系表格一致。各數據表間通過ID號建立查詢關系。

2．2．3成果數據庫成果數據庫主要為某地區礦產資源開發代價核算的成果數據，如:礦山地質環境損失代價核算、礦山環境污染損失代價核算、水土流失損失代價核算等。通過建設成果數據庫可以系統地檢查前期礦產資源開發環境影響評價工作過程中資料收集的完備性，提高下一步綜合研究工作目標的清晰度，從而可以對該地區礦產資源開發的整體情況進行代價核算，為礦山地質環境保護工作奠定基礎，為礦產資源開發和礦山環境的恢復治理工作提供決策依據。

2．3系統云圖設計與自動化部署系統將業務處理模塊部署在一臺虛擬機(Min-eralApplication)上，將數據庫服務器部署到另一臺虛擬機(MineralDatabase)上，實現系統的自動化部署和升級。登錄到云平臺后，通過拖拽圖標完成系統基礎設施的構建，進行簡單的連線與配置。通過該云圖(礦產地質環境代價核算業務系統)，普通用戶就可以利用該云圖進行自動化部署。系統自動化部署成功后，登錄系統，進入各個系統模塊進行相應業務的代價核算。

3系統安全設計

私有云計算安全涉及數據異地訪問風險、數據存放地風險、信息管理風險、數據隔離風險、法律調查支持風險、持續發展和遷移風險等內容。結合該系統特性，云平臺的安全控制方案為:(1)硬件層次上，將服務器、網絡、存儲采用冗余技術，保證運算平臺的高可靠性，同時利用HPVC虛擬化技術來實現整個刀片的“熱插拔”，提高系統的可用性。(2)在軟件層次上，由于所涉及的礦業數據安全級別要求較高，將不同運行模塊的數據分別建立子數據庫，既確保數據的安全，又有利于數據的備份和維護。引入設置權限域和角色的方式，有效管控權限域內的數據源，根據權限隔離數據，防止誤操作和越級行為，還可以采取數據加密和身份認證作為進一步的安全管控措施。(3)利用HP云平臺提供的安全監控技術，實時監控平臺的數據流向，記錄操作日志，并定期分析數據異常，防止機密數據或信息被竊取或篡改，防止網絡被惡意滲透或監聽，確保系統安全穩定運行和數據安全。

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1.14-氨基安替比林分光光度法

4-氨基安替比林(4-Aminoantipyrine，4-AAP)分光光度法是測定揮發酚最經典的方法。在堿性緩沖溶液中，揮發酚在鐵氰化鉀的存在下與4-AAP生成橙紅色的吲哚酚安替比林染料，用分光光度儀直接測定吸光度。若揮發酚含量較低或樣品基質復雜，則顯色后萃取，再測其吸光度。該方法通常采用蒸餾預處理將干擾物去除，選擇性高、穩定性好、精密度高，檢出限為0.04mg/L。Nassiri等采用液液萃取/4-AAP分光光度法測定伊朗查巴哈海灣海水中的揮發酚，檢出限低至0.18μg/L。4-AAP分光光度法是4-AAP與鄰位和間位取代揮發酚發生反應，未包含對位取代揮發酚，因此測定結果比實際含量偏低。除此之外，4-AAP顯色試劑的潮解和氧化會增大試劑空白，實驗操作繁瑣，不適合批量樣品分析。將流動注射進樣技術與分光光度法相結合，在封閉的管道和載體流動下完成樣品的前期處理、試劑加入、樣品和試劑的混合反應，之后流經檢測器完成檢測。與蒸餾分光光度法相比，該方法能減少蒸餾損失和樣品的交叉污染，且操作自動化、分析速度快、試劑和樣品用量少，適合大批量樣品的分析。目前，流動注射分光光度法已用于工業污水和地表水中揮發酚的測定，檢出限最低可達0.15μg/L。對富含有機質土壤中的揮發酚進行檢測時，精密度和加標回收率均優于蒸餾/4-AAP分光光度法。最重要的是流動注射分光光度法已用于揮發酚的戶外應急和實時監測分析，在第一時間對揮發酚污染進行排查和控制。但該方法的影響因素較多，儀器管路和配件復雜，容易引起系統不穩定，造成測定誤差，因此需要時刻保持儀器處于最佳的工作狀態。

1.2紫外、熒光分光光度法

紫外光度法和熒光光度法也可用于揮發酚的測定。這兩種方法無需蒸餾和顯色，操作簡便，分析速度快。但揮發酚在紫外光譜區域的摩爾吸光系數不高，有些揮發酚分子無熒光光譜。因此用這兩種方法直接檢測揮發酚的靈敏度不高。在紫外分光光度法中，通過改變溶液的pH值來測定堿性介質中的酚鹽陰離子，可以提高方法靈敏度，檢出限為0.1mg/L。在水樣中加入一溴化碘，可將紫外分光光度法測定自然水和廢水中痕量揮發酚衍生物的檢出限降至1.1μg/L。用熒光法測定揮發酚時，用正丁醇先將水樣中的揮發酚萃取后再進行測定，檢出限可達到0.33μg/L，滿足國家標準對飲用水中揮發酚的檢測要求。

1.3溴化容量法

溴化容量法是測定高濃度揮發酚的方法。在過量溴的存在下，揮發酚與溴生成三溴酚，并進一步生成溴代三溴酚，加入碘化鉀與過量的溴和溴代三溴酚反應釋放出游離的碘，用硫代硫酸鈉滴定游離的碘。根據硫代硫酸鈉的用量計算揮發酚的含量。該方法用于水質中揮發酚的測定，檢出限為0.1mg/L，線性范圍為0.1～45.0mg/L，尤其適合工業廢水等高濃度揮發酚的檢測。溴化容量法準確度高、實驗過程簡單、儀器和試劑廉價。但其結果以苯酚計算，僅能測定與溴發生取代的揮發酚，所得結果偏低。由于不同種類的揮發酚在不同條件下的溴化量不同，因此在實驗操作上，必須嚴格控制溴化溫度、溴化時間及溴的過量度;控制滴定速度，在接近終點時，搖勻、靜置，待溶液反應完全，才能保證滴定結果的準確性。操作步驟繁瑣，分析速度慢、精確度不高。

2色譜法

2.1氣相色譜法

氣相色譜(Gaschromatography，GC)是20世紀50年代出現的一種分離與測定技術，現已成為地質環境有機物分析的常用方法。與化學分析法相比，氣相色譜法分離度好、靈敏度高、分析速度快，能夠實現多組分揮發酚的定性和定量分析，滿足痕量分析的檢測要求。文獻報道測定揮發酚常用的氣相色譜檢測器有電子捕獲檢測器(Electroncapturedetector，ECD)、氫火焰離子化檢測器(Flameionizationdetector，FID)和質譜檢測器(Massdetector，MSD)。ECD對含強電負性元素(或基團)的有機物靈敏度高，多用于酚衍生物的檢測。揮發酚經鹵素試劑處理后，極性降低，揮發性增強，對色譜柱活性位置的作用力減小，使峰形拖尾有所改善。然而衍生化效率與實驗條件及揮發酚的種類密切相關，在不同pH值和溫度下，甲酚、氯酚和硝基酚等揮發酚的衍生化效果存在差異，需綜合考慮實驗條件的選取，再加上衍生化過程中組分的損失和雜質的引入，易造成實驗結果偏低。此外，ECD對樣品凈化程度要求也較高。隨著多組分檢測趨勢的形成，考慮到衍生化過程的繁瑣，目前該方法已較少采用。FID屬于選擇性檢測器。在多數情況下，無需衍生化處理，簡單快速，已成功用于地表水、海水和工業廢水及土壤等地質環境樣品中揮發酚的測定。孫劍奇等用溶劑萃取－氣相色譜－氫火焰離子化檢測器檢測飲用水中的多種微量揮發酚，檢出限低至0.094ng/mL。張月琴等利用環糊精的手性識別特性，用自制的環糊精毛細管色譜柱成功將甲酚3種異構體分離，然而自制柱因制作耗時、繁瑣而逐漸被淘汰。GC－FID和GC－ECD僅僅依靠色譜峰的保留時間進行定性分析，對于保留時間相近的共流出組分，難以作出準確判斷。GC－MS是將具有強大分離功能的色譜儀與具有準確鑒定和定量能力的質譜儀聯用，在提供色譜峰保留時間的同時，還可根據質譜圖獲取待測組分的分子結構信息。選取1個主離子和1～2個次離子作為特征離子，通過與標準品的保留時間和標準質譜圖對比后實現定性分析，對主離子峰面積積分后實現定量分析。該方法排除了干擾物，解決了單靠保留時間定性的不確定性缺陷，擴大了檢測范圍，使分析結果更加可靠。用選擇離子掃描(SIM)質譜檢測方式，通過增大掃描頻率，大大提高了分析的靈敏度。已有研究者用GC－MS/SIM分別檢測了土壤、垃圾滲濾液等復雜地質環境樣品中的痕量氯酚、苯酚及甲酚等揮發酚，方法快速簡便、干擾小、靈敏度高、檢出限低。而楊麗莉等將該技術擴展到空氣中痕量苯酚、甲酚等污染物的測定，最低檢測濃度為0.001mg/m3，實現了低采樣量、高靈敏度的痕量組分檢測。目前，GC－MS技術已用于揮發酚的排查和含量測定，成為現代揮發酚檢測的重要技術。

2.2液相色譜法

近些年，液相色譜技術(Liquidchromatography，LC)發展較快。雖然LC更適用于高沸點、熱穩定性差及高分子量有機物的測定，但其預處理無需衍生化便可直接分析，吸引著一些研究人員在揮發酚檢測方面不斷探索。LC操作簡單、準確度高、重現性好。在分離度方面，酚羥基的易電離性使生成的離子與分子在固定相中有雙重保留機制，導致峰形嚴重拖尾，使性質相近的酚分離性能不佳。通過改變流動相組成、采用梯度淋洗優化色譜分離條件，抑制酚的電離，在分離效果和峰形上均得到改善;與GC中自制的環糊精毛細管柱相比，LC僅在流動相中加入β-環糊精便可實現甲酚3種異構體的分離，操作簡單。在靈敏度方面，Gonzalez－Toledo等用固相微萃取－液相色譜－二極管陣列檢測器測定河水中的揮發酚，檢出限為1.0μg/L，未達到水質中痕量揮發酚的檢測要求;Penalver等將紫外檢測器和電化學檢測器相連接，使檢出限降低至0.015μg/L。目前，高效液相色譜(HPLC)已應用于水質和土壤中揮發酚的定性和定量分析，檢出限最低可達13μg/kg和3ng/L。隨著近年來關于LC檢測揮發酚的報道增多，LC方法有望在大量樣品揮發酚檢測中得到普及。除上述色譜法外，采用離子色譜、毛細管電色譜及毛細管電泳等技術檢測揮發酚也有報道。與GC和LC相比，這些方法在分離效率、分離時間或靈敏度等方面有一定優勢，但目前尚未廣泛推廣應用。

二其他分析方法

化學分析法和色譜法多需要復雜的樣品預處理和大型分析儀器，因此將生物技術用于化學物質的分析逐漸被關注。電化學測酚中，將絡氨酸酶、過氧化物酶(如辣根過氧化物酶等)等作為敏感材料用于制備生物傳感器，在酶的催化下，揮發酚分子作為電子供體迅速與氧反應生成苯醌，利用苯醌在電極上還原時產生的電流測定酚的濃度。在測定水中揮發酚時響應時間僅為2s;通過對生物傳感器制備和操作條件的優化，使廢水中苯酚和對甲酚的檢出限分別達到1.5×10－8mol/L和7.1×10－8mol/L。該方法選擇性高，快速簡單，易于實現自動化，尤其適合在線應急監測，但對于酶發揮活性作用的實驗條件要求較高，且生物傳感器在穩定性和使用壽命等方面存在缺陷，目前仍處于探索階段，在實際檢測中少見應用。綜上所述，4-氨基安替比林分光光度法、紫外和熒光分光光度法以及溴化容量法等化學分析法主要應用于水質中揮發酚的總量分析，方法簡單，儀器和試劑價格相對低廉，其中4-氨基安替比林分光光度法至今仍是使用最多的方法。但是化學分析法無法實現揮發酚單體的定性分析，由于靈敏度較低，對痕量揮發酚的檢測困難，當前仍多用于高濃度揮發酚樣品的分析。隨著多組分檢測趨勢的形成，氣相色譜法和液相色譜法等色譜分析法逐漸應用于空氣、水質、土壤和沉積物中揮發酚種類的排查和組分含量的測定。液相色譜法由于其主要用于高沸點、高分子量化合物檢測的局限，目前尚未被廣泛使用。酚生物傳感器等其他分析方法在揮發酚檢測領域存在較大的研究空間，但現在仍處于研究階段，甚少被實際應用。氣相色譜法適用于揮發酚易揮發、較穩定的特性，且具有靈敏度高、分離度好、分析速度快及適合不同基質樣品分析等特點而成為目前應用最為廣泛的檢測方法，也是現在地質環境樣品中揮發酚測定的主要檢測技術。

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（一）培養綜合素質較高的礦山地質勘查隊伍

我國礦山資源極為豐富，礦山地質資源的開發和利用，也成為我國重要的發展行業之一，對提高我國綜合的經濟實力有著極大的作用。但是，在以往礦山地質資源開采的過程中，卻經常出現資源開采給環境帶來了極大的破壞，主要問題出現開采技術以及工藝設計的不合理。在這里作者建議應培養綜合素質較高的礦山地質勘察隊伍，礦山地質勘察是綜合多工種、多學科的一項極為復雜的工程，不僅需要勘察人員熟練的掌握工程學、地質學等知識，更需要工作人員經過野外實踐系統訓練，并具有豐富的實踐經驗，這樣才能根據礦山地質的實際情況，因地制宜的設計合理的開采技術和工藝，從而將對環境的影響降至最低，從而有效的提高礦山地質開采效率。

（二）完善礦山地質環境管理法律法規

首先，應適當的提升礦山資源開采的準入門檻，轉變傳統的觀念，要將礦山地質環境保護工作放在首要的位置，來對礦山資源開采隊伍的資質進行全面的審核，主要包括安全生產能力、技術水平、企業生產規模、職工權益保護能力、環境治理能力、環境恢復能力等，都必須設立相應的指標，必須保證各項都能達到指標，才有資格獲得準入證，如果有任何一項不達標的話，都不得必批準查權以及開采權。其次，要結合礦山地質環境管理的實際情況，不斷的完善相關的法律法規，加強對礦山地質開采管理的力度，對一些違規開采、不正當開采的情況，必須給予一定的處罰，必要時采取法律措施追究其刑事責任，環境是我們賴以生存的根本，環境的破壞就是在破壞我們生存的空間，因此，對于礦山開采惡意破壞環境沒有按照規范要求施工的必須嚴懲。

（三）推行獎勵機制推進綠色礦山建設

為了提升礦產開采效率，降低對地質環境的污染，國家應通過獎勵機制來扶持施工企業積極投入新的開采技術和開采工藝，全面提升礦山開采效率，而且對降低環境污染也有著一定的作用。另外，要推行鼓勵政策，不斷的鼓勵相關科研部門對礦山開采設備、工藝的研制和開發，不斷的替換落后的裝備以及工藝，全面提升礦山開采的裝備以及工藝水平，一方面做到提升礦山資源開采的效率，減少資源浪費，另一方面要通過先進的裝備以及工藝來實現綠色礦山開采，降低對周邊環境的破壞，同時要做好環境治理和環境恢復的工作。

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1.1.1輻射校正：其基本目的是盡量消減影像因太陽高度角、大氣條件及傳感器影像的形成的遙感成像與真實地物間的輻射亮度差異，通常分為相對輻射校正與絕對輻射校正兩種方法；相對輻射校正是依據選定的參考圖像，將其與同地區內的其他遙感影像進行輻射匹配，以消減影像間的輻射差異，其常用的矯正方法由基于偽不變特征的校正、基于統計量的校正及直方圖匹配等。

1.1.2影像融合：其基本目的是將采用不同尺度、不同傳感器類型獲取的同地區的影響通過相應處理措施以改善影響的光譜信息、空間分辨率和紋理信息等特征；當前常用的融合方法有多時相影響融合、不同分辨率影像融合、不同傳感器影像融合、多波段影像數據融合等類型；HIS變換法是當前影像融合算法的常用算法，此種算法簡單且方便操作，可有效增強影像色彩信息與空間信息特征，但對于植被顏色信息特征處理水平較低，主要是因為植被吸收可見光，且反射紅外光，而全色波段內包含的一些近紅外波段信息會在全色波段高亮顯示，較小的顏色噪聲便會被放大。

1.2信息提取關鍵技術

1.2.1基于地理信息系統的礦山地物識別技術：此技術主要是以面向對象遙感處理技術為前提，通過對遙感影像進行圖像分割以形成圖像對象，進而深入提取分類輔助信息，并采用空間分析方法完成空間目標物識別，從而實現礦山地質環境遙感監測；圖像分割中需考慮空間信息與影響光譜信息兩方面的因素。

1.2.2影響直接對比法采集變化信息：常用的有內積分析法、影像差值法、變化向量分析法、影響比值法等檢測方法；影像差值法的基本原理是對時相t1的遙感影像與時相t2的遙感影像做減法，若影像間差異較小，則相減結果應趨近于零或為零，若影像間差異較大，則結果應表現為較大值；一般差值影響亮度值按照高斯分布，計算時可對差值影響結果求絕對值以保證差值結果均為非負值。

2礦山地質環境遙感監測方法

2.1崩塌遙感監測方法崩塌通常是露天采石采礦、道路開挖等造成的，大多數會產生在節理裂隙發育的陡崖位置，破損面凹凸差異大，上陡下緩。遙感影像上崩塌體后緣發育呈現弧形或直線形，陽坡呈現淺色條區塊、陰坡呈現深色陰影區帶。為便于凸顯崩塌發育狀況，對ETM、TM圖像使用741與453波段進行組合和線性增強處理，從而提高山體完整度、植被覆蓋率、巖性特征反映的清晰度；對于SPOT213波段組合圖像通過直方圖調整與HSV融合增強處理，可提高地形地貌顯示的清晰度；對于SPOT5圖像校正時應增加控制點數量，并使用幾何多項式實施三次卷積重采樣法變換，可保證圖像精確度；對部分航片數據實施對比度拉伸，可有效凸顯山體細節。依據不同片種的遙感分析表明，ETM與TM圖像對于崩塌宏觀地質條件的顯示水平較高，而對于崩塌產生的形態特征顯示水平較低。通常崩塌形態要素在航片、SPOT5圖像中具有較高的精度，其崩塌壁大多數呈現淺色調，輪廓線清晰。

2.2采空塌陷遙感監測方法在不同地區不同礦種中，采空塌陷對于地表的破壞程度也會不同，在遙感圖像中會表現出明顯的差異性。在TM圖像中塌陷會呈現出單獨的橢圓形或環形斑點與板塊，不同斑塊間的明暗程度也不相同；因塌陷坑是具有不同深度的負地形，在陰影條件下其可呈現出明顯的立體效果。塌陷坑的陰影通常會產生在環形斑塊內側的下半部，而土堆陰影通常會產生在環形斑塊內側的上半部，與正地形立體效果正好相反，其是判斷塌陷坑的基本指標。因B4水體反映效果好，B5信息量較多，在不同地質類型的反差較大，B1具有較高的水體亮度值，所以使用TM451段可有效呈現塌陷區的變化狀況。因礦區大氣污染相對嚴重，可對圖像實行濾波或對比度拉伸處理，以改善其細節顯示水平。由于采空塌陷區與周圍地質環境間的差異較大，可使用闕值法實施塌陷地信息采集，并采用3波段差值彩色合成法對采集結果進行處理，由此便能充分反映塌陷區接近10年的動態地形變化。若塌陷區被掩埋，則其塌陷類型在圖像上的識別水平主要由遙感信息空間分別率決定；使用全色波段與SPOT213波段組合對融合圖像進行處理，且開展2%的線性增強，根據色調及紋理特征狀況可有效采集塌陷區的細節信息；對于部分塌陷坑范圍較小且不存在積水的礦山，可使用IKONOS、Quickbird等高分辨率遙感圖像實時監測。

2.3礦山污染遙感監測方法通常礦區因采礦導致的廢水、大氣、廢液、粉塵污染等造成的水體污染較為嚴重。采用ETM、TM圖像對煤礦開采點進行監測，可發現圖像中的DN值差異較大，因此在監控中應使用SPOT5波段與743波段進行組合，通過小波變換融合發實行中值濾波處理及直方圖變換。如對于某煤礦原始TM圖像分析發現，其灰度分布范圍較小、亮度值較低，對比度較弱，實施線性拉伸處理，對不同波段灰度分布范圍進行擴展，可使合成圖像效果顯示水平大幅度改善；對一些重點區域進行分段線性拉伸，其并不會造成原始數據變動，且容易對大氣污染狀況進行解釋。因石灰巖礦山周圍、運煤通道及煤礦區等長時間堆放大量煤渣粉等物質，使得礦區粉塵污染較為嚴重，其在TM543波段假彩色合成圖像中可呈現出明顯的亮白色或暗褐紅色；而礦坑中排出的污水在影響中可呈現明顯的粉紅色。ETM與TM光譜信息量較大，可有效監測礦區大氣污染狀況；而采用SPOT5光譜圖像可明顯反映礦山水體、粉塵污染狀況。

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存于區內白堊系上統灌口組（k2g）地層中。礦山開采斜井的施工一般需穿過礦層上覆的基巖風化帶，通常沒有采取封堵措施，地下水便涌入礦山斜井，對礦山斜井、平巷的施工和礦床開采造成水害。為了避免地下水對礦山生產造成危害，斜井中地下水被持續不斷的用提升設備排出地表，逐漸造成礦區及其周邊地帶巖層風化帶中地下水、地表水的疏干。地下水、地表水疏干造成的危害是直接影響到疏干區居民的生產與生活，造成受影響區民井干涸、生活用水困難或缺乏，且水質變差，在貧、枯水季節尤為突出，部分地區群眾患有結石等疾病。受地下水疏干影響的人數近萬人，主要有東坡區萬勝鎮天樂村4組、彭山縣岳油村2、3、4組、丹棱縣張場鎮洪壩村和郭村等3個村（約三千人）、洪雅縣共同村6組大部分居民。其次，明星礦山、牧馬山礦山地下水疏干也對當地居民有一定影響。。地下水、地表水疏干也造成了水土流失。據調查，眉山市芒硝礦區各礦山所在的村及小組均有作為農田灌溉水源的蓄水塘（共61處，面積51200m2）大多產生垂向滲漏，水塘干涸，特別是和昌礦山主斜井對地表水的疏干甚至造成付堰河枯季斷流，對疏干段彭山縣岳油村2、3、4組農民生產用水造成嚴重影響。另土壤中主要養分也會隨著地下水、地表水疏干而流失，多地土地貧瘠，導致近萬畝農田減產，或變為林地，甚至退化成為荒坡地，造成巨大經濟損失。

1.2采空區地面塌陷

采空區地面塌陷發生在采深100m以內的大洪山礦區，位于東坡區萬勝鎮天樂村4組，采空區地面變形面積約0.13km2，地面高程457～468m，地下采礦高程389m。目前，在采空區采斜井與平巷結合部位已產生了地面塌陷，陷坑呈長15m、寬13m的近南北向橢圓形，塌陷深度約22m，在陷坑兩側不同程度地發育了塌陷裂縫、典型的有兩條，一條裂縫長約300m，寬0.4m，可見深度1.1m，走向140°；另一條裂縫長約700m，寬0.1～0.3m，可見深度4.4m，走向275°。在采空區地面變形影響范圍內有5戶居民房屋受到不同程度的破壞，墻體開裂，地基下沉。若采空區地面變形（塌陷）繼續發展，將嚴重威脅到當地5戶居民40余人的生命財產安全。進行采空塌陷變形區治理，對于保護區內人民生命財產安全具有重要意義。

1.3地下水、地表水污染

根據芒硝礦的生產特征，礦區的地下水、地表水污染類型主要有礦渣場淋濾液污染和制硝車間廢水污染兩種類型。部分礦區內存在斜井排放水對地下水的污染和老硝井殘存污染。

1.3.1礦渣場污染據

統計，眉山市各芒硝礦區均設置有礦渣場，由于渣場底部均無徹底的防滲措施，渣場內地層主要為灌口組砂巖、砂質泥巖和第四系冰水堆積層、殘坡積層含卵石粉質粘土、含碎石粘性土，地層的富水性較差，載污能力較低，少量的溶濾水即可形成污染。支溝為污染最嚴重的地段，污染物在支溝內主要集中在溝的底部，一般呈縱向的條帶狀展布，向兩側至山前地帶污染強度逐漸降低。礦渣場污染的特征是持續時間長，污染強度較穩定且隨礦渣堆積規模的增大而增加。

1.3.2制硝車間污染

礦山企業制硝車間的廢水均直接向附近的地表水排放。廢水呈乳白色或黑色，懸浮質多，透明度差，向外排放前基本上未進行水質處理，絕大部分排污渠無防滲措施，廢水中硫酸鹽含量、礦化度高，絕大部分在5g/L以上，廢水的入滲，對沿途的地下水存在污染，廢水排入溪溝、河流后對支溝河流水質影響較大。地下水、地表水污染的危害主要是受影響區居民以腸胃傷害造成腹瀉為主，身體健康受不同程度的影響，尤其以建新礦山（東坡區）、南風礦山（彭山縣）村民患結石病的人數多；其次是對地表水域的污染并對生態環境造成破壞，影響農業生產的發展。另礦渣場淋濾水滲漏污染和礦坑水排放沿溝渠滲漏污染，這種污染對地下水及其區內土壤的污染，也影響區內居民的身體健康和后代人的成長。

1.4土地壓覆

眉山市鈣芒硝礦礦山開發建設，礦渣堆放不可避免地要占用大面積土地，且多為耕地，有的礦渣堆放場壓覆的是千百年來農民耕種的良田。據統計，全市芒硝礦用于礦渣堆放征地面積約2072畝，到目前為止，實際礦渣壓地面積已達994畝，已占征地面積的47.97%。

1.5土壤污染礦渣堆放

對堆放場地及周圍的土壤環境造成污染。礦渣造成土壤污染的分布特征有兩個比較明顯的特點，一是礦渣的淋溶水對堆放場地及其周圍土壤造成污染，其特點是離礦渣場近，土壤污染嚴重，離礦渣場遠則土壤污染程度較輕；二是在礦渣場的下游，井下含硝廢水抽出排放和地面制硝廢水大量排放入未加防滲處理的溝（渠）、河道，土壤污染嚴重，而在礦渣場上游或遠離井下含硝廢水抽出排放和地面制硝廢水排放的溝（渠）河道土壤污染程度較輕。土壤污染在平面上的分布也十分明顯，在礦渣場的下游和制硝廢水排放的溝（渠）、河道兩側形成10～30m的污染條帶，當被污染的溝（渠）河水補給地下水或使用被污染的水體進行灌溉時，則會造成土壤被大面積污染，如彭山和昌鈣芒硝礦、丹棱神虹鈣芒硝礦和東坡區藝精鈣芒硝礦周圍及其下游的土壤污染面積達0.3～數平方公里不等。

2治理恢復建議

2.1工程治理方案

1）防滲擋墻。眉山市芒硝礦礦區均設置有礦渣場，各礦渣場一般位于礦區內的小型支溝或低矮斜坡，各渣場在地下水、地表水滲流方向均設置有淋濾液回收池，對硝水進行二次回收。但由于各點均無徹底的防滲措施，部分礦渣淋濾液直接污染地下水和地表水，因此對礦渣場需進行防滲處理。2）格構植草護坡。對各礦區的堆渣場形成的高陡邊坡進行分級放坡，采用格構進行護坡，并在格構內植草，既做到生態恢復，也美化環境。3）地面塌陷治理。針對礦區地面塌陷區實際情況，建議對已產生的塌陷坑進行回填封堵，對沉陷裂縫進行回填和夯實。對采空區地面變形影響區內受損嚴重的居民住戶進行搬遷避讓，輕微受損的構筑物進行加固維修。

2.2生物工程方案

1）土地復墾。對礦山堆渣場進行土地平整，培植客土，種植林木、果樹等，對于有條件的渣場可選擇復耕，一方面可以恢復礦區自然環境，另一方面也可創造一定的經濟收益，增加農民生活收入。2）土地整治。對部分礦區及周邊的土地進行整治，采用工程、生物等措施，對田、水、路、林、村進行綜合整治，采取復墾復綠的方式提高土地利用率、生產率、勞動生產率，改善農民生產、生活條件和生態環境。3）供水工程。礦山開采造成地下水疏干、直接影響到當地村民的生活與生產。受影響區的村民生活用水困難或缺乏，生產用水受到不同程度的影響，且在枯水季節更為突出。為保證當地村民和礦區工人的生活、生產用水，在地下疏干嚴重的礦區建設集中供水廠，解決當地村民和礦區的生活生產用水。

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1固體廢棄物的治理和利用

20世紀70年代以來，我國對礦山固體廢棄物的利用給予了重視，并取得了顯著成績。據統計，國有重點煤礦利用煤研石3470萬噸，占當年排出量的48.5%，其中用于發電、燃料800萬噸，建材原料590萬噸，筑路材料360萬噸，充填材料990萬噸。盡管取得了一定成績，但我國礦產資源和固體廢棄物的綜合利用水平還比較低，兩者的利用率都只有30%左右。目前，我國礦產資源綜合回收的礦種只占可綜合利用礦種的一半，綜合利用指標為50%，比國外低30個百分點左右，采主棄副、采富棄貧的現象仍較為普遍。

2廢水治理

我國礦山排放的廢水主要有酸性廢水、含懸浮物廢水、含鹽廢水和選礦廢水等。煤炭采選業礦井水的處理和利用能力提高較快。1990年外排達標率為90.56%，利用量為12億噸；洗煤水排放量及煤泥流失量減少，實現洗煤水閉路循環的洗煤廠1990年為100個。有色金屬工業廢水治理從單項治理發展到全面規劃、綜合治理。工業用水復用率逐年提高，1973年僅12%，1987年達到了58%，從廢水中回收有價值金屬己初見成效。

3廢氣治理

據統計，礦業采選行業中采鹽和黑色金屬廢氣處理率最高，高于40個行業的平均水平（406%），煤炭采選業處理率則最低，整個采選行業處理率為17.24%，低于全國40個行業的平均處理率。

4土地復墾

目前，我國政府每年撥專款加速礦山土地復墾工作。2001-2003年國土資源部共安排國家投資土地整理復墾項目731個，組織開展了礦山環境治理恢復工作，完成了河北省鹿泉市、江蘇省盯胎縣等18個典型礦山的生態環境恢復治理示范工程，項目建設總規模47.39萬公頃。江蘇省、浙江省礦山生態環境恢復治理取得實質性進展。

二礦山環境恢復治理存在的問題分析

1固體廢棄物污染

礦山開采過程中產生的固體廢棄物，由于沒有經過規劃而任意堆積，也沒有結合實際進行及時有效的處理和合理利用，不但占壓礦山邊緣土地，毀壞地表植被地貌，而且受不良氣候影響時容易產生安全隱患。

2廢水污染

采礦活動使礦區周圍地表水及地下水系遭到嚴重污染，由于礦井廢水中含有各種有害物質，未經處理超標排放會對地表植被!農作物等造成破壞；礦井排水疏干了地下裂隙水，引起地下水位下降；采空區灌漿導致當地水資源日益匱乏，從而打破了整個區域水均衡系統，造成水資源逐步枯竭及河水斷流等生態環境問題和礦山水資源短缺問題。

3廢氣污染

礦山開采中產生廢氣!粉塵等多種有害氣體，使得長期堅守生產一線的職工成為矽肺患者；另外矸石山自燃，煤層自燃排放的大量有毒有害氣體對礦區人體健康帶來很大威脅；還有冬季采暖排出嚴重超標的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染更不容忽視。

4地表環境的破壞

由于生產技術水平落后，多數礦山開采之后都沒有進行有效回填礦坑，導致礦區采空區地表沉陷，嚴重破壞了部分建設用地和耕地，造成了我國大量土地荒廢，生態環境惡化。同時也破壞了周邊很多民用建筑和自然地貌景觀，不僅使礦區與周圍居民糾紛不斷，而且極大影響了整個區域環境的完整性。在礦山投產建設和資源開采過程中，由于剝除和大量占用礦體表層土壤，嚴重破壞了礦區地表植被；對不斷產生的固體松散廢棄物（廢石、廢渣等）也隨意堆放，長期經受雨水沖刷和風化影響極易發生流失，從而加速了對周邊土壤的破壞，也使巖體失穩造成塌方和滑坡等地質災害，給人們的生活和財產帶來極大損失。

三治理措施與建議

1對礦山地質環境進行調查與評價

通過對礦山地質環境進行調查與評價，能夠有效了解礦山地區地質環境和自然環境，為礦山地質環境監測、進行礦山生態環境治理工作提供有效的數據資料，也有助于相關部門決策提供科學合理的理論依據。

2對礦山地質環境進行監測

隨著礦山環境破壞日趨嚴重，使得礦山環境污染程度加劇，進而引發多種地質災害#針對這種情況，政府部門必須高度重視，加大對礦山環境和災害源頭的監管和治理力度，避免產生新的安全隱患。礦山企業在開采過程中要嚴格按照相關規范化、制度化、管理化及科學化的行業標準進行開采，合理開發礦產資源，促進礦山資源開采可持續發展。礦山企業要加強礦山地質災害的防治措施，做好各方面預防控制工作，協調各方面的關系，加大先進技術和開采工藝的應用，減少礦山環境污染源，修建污水處理廠，減少廢水排放量，保證礦山環境質量得到有效控制。

3加快礦山環境恢復治理

a)對已經封閉的礦山，政府機構要加大宣傳力度，鼓勵和支持社會企業投資開礦，相關部門要實行招商引資政策，通過租賃承包等方式，吸收社會資金進行礦山環境治理和生態環境改造，也可以向國家申請專項治理資金，對一些閉坑礦山的生態環境進行改造和治理，確保礦山環境質量得到有效控制，進而降低地質災害發生率；b)政府部門和礦山企業要加強礦生態環境治理新技術、新方法的開發利用，根據不同的受污染程度，制定科學合理的治理方案。對多種地質災害發生的特點，采取有針對性的預防治理措施，確保生態環境得到恢復，保證礦山環境地質災害不再發生。要學習國內外先進的治理經驗，結合自身實際情況，積極開展礦山生態環境保護和治理工作。

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1．1隧道工程地質調繪地質調繪的方法主要包括追索法與路線穿越法，對工程整個地質單元與隧道區兩部分控制地質體與不良地質。與以往的方法進行比較，打破了調繪范圍的限制，讓調繪內容更細致、更準確。通過調繪方式，能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質的分布情況，尤其是在隧道中部發育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質調繪為下一步工作的實施奠定了堅實的基礎。

1．2地質鉆探由于隧道區域地層與巖性變化的多樣性，進行地質鉆探時需要布置多個鉆孔，加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進，一部分煤系地層地帶的巖石粉碎，采用的是無水反循環鉆進工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外，都應當深入隧道設計標高2m～3m以下。鉆進巖芯采取率要求破碎巖層與強風化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進過程中，仔細測定地下水位，并及時記錄，記錄內容包括巖土分層、地下水位、鉆進速率、水的顏色等。利用詳細與具有代表性的鉆探方式，隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實施抽水、鉆孔聲波測試、壓水測試、煤層瓦斯檢測等一系列工作，以定性與定量兩方面為隧道圍巖的分段與分級帶來有效的地質依據。

1．3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質，則能采用高密度電物探法，物探儀器為擁有我國先進水平的重慶奔騰數控技術研究所研究的WGMD-1型高度探測系統，方法是用α排列方式予以高密度數據采集，采用國際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進行二維電阻率成像反演。能夠準確判斷地質情況，改善隧道工程施工的危險性，降低嚴重社會問題的發生率，有時還能避免路線更改，從而節約建設項目的投資資本。

1．4地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速因其隧道區域地層巖性多樣化，地表風化程度嚴重，鉆探取芯能力弱，巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質人員大都是通過人為因素來判斷巖石風化程度，很少客觀判斷巖體基本質量，未能科學劃分隧道圍巖類型。因而，地震勘探與鉆孔超聲波測井以及探測巖石波速技術逐漸被應用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法，通過定性劃分結合定量指標的整體分析，確定了巖石風化情況與隧道圍巖類型，該方式更為合理，更具創新特色。

1．5抽水與壓水檢驗方式若隧道區域屬于條帶狀巖層組成的山嶺，其水文地質單元更加復雜，含有較多含水單元與隔水層，其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗出準確的洞身段各巖石的裂隙性與透水性，準確預判隧道涌水量，于鉆孔施工結束后分別實施抽水與壓水試驗。抽水及壓水試驗使用的是自制提桶與專業高揚程空氣壓縮機抽水與壓水設施，其中提桶抽水試驗應用于地下水位淺的地段，空氣壓縮機抽水和壓水設施應用于地下水位深或不存在地下水的巖層內。并且還對一些鉆孔實行了將抽水與壓水相整合的試驗，以便同單一試驗進行對比。

1．6瓦斯檢驗對專門施工的ZK11鉆孔，采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗，其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后，下采煤管采煤同時迅速裝灌后封閉，5min內進行解吸，獲得現場瓦斯解吸量，最后采用圖解法算出瓦斯耗損量，二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡易可行，結果接近實際情況，具有相對開拓性。

2關于工程地質環境對隧道工程的影響

在建設長隧道、深埋隧道以及大隧道過程中，會遇到各種各樣的地質環境問題，不僅會對工程工期與造價造成影響，還會給隧道的施工與運行帶來安全隱患。下述對影響隧道工程的幾種地質環境作了探討。

2．1軟土地基在湖相與濱海相等古地質環境中，軟土大都沉積在相對停滯與相對運動遲緩的水環境內，此類沉積軟土顆粒細軟、土質軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質條件上建設隧道，必須考慮工程的地質問題。1)該地質土性較軟，受到隧道重負荷時容易發生沉陷，從而厚度發生改變，形成不均勻沉陷，導致隧道內襯砌等結構發生形變;2)隧道結構會受軟土蠕變的影響，及時進行支護與襯砌有重要作用;3)軟土一般存在于地下還原環境中，微生物作用容易形成甲烷氣體，聚積在軟土層孔隙內，隧道挖進時工作人員可能會受甲烷氣體的危害，若遇到火源還可能引起爆炸。建設隧道時，對于軟土地基，長度不長的隧道應采用盾構穿越更為簡易;然而長度過長的隧道，因其軟土的蠕變特點，會形成超量切削，導致在隧道盾構掘進的前端會出現蠕變凹槽，如果軟土層厚度不夠，容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此，在海域上存在眾多沉積軟土地帶時，借助盾構穿越軟土層，必須充分重視所存在的安全隱患。

2．2砂卵石層地基在多樣化地質條件如平原、河流、濱海、盆地中，會存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結構由于沉積時受到古地質地理環境的影響，各結構間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級配受到沉積時水動力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個方面主要是:1)因為隧道施工排水，使得周邊砂層的機械塌陷與管涌;2)砂層涌入會引發豐富地下水;3)砂層地質結構的不同，形成不規則沉陷，為隧道帶來安全隱患;4)砂層內夾雜的大塊卵石，影響盾構施工，嚴重時會卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設隧道，容易使沉管下砂層形成沖刷，損害沉管隧道。在厚砂層上建設隧道時，要注重下述幾點:1)抽水起始水位降低引發地面沉降、沖刷、潛蝕;2)進行大量抽水后，水位降低遲緩，產生壓力水頭，極易使得下方的大量砂層潰入;3)下方存在相對隔水層時，因為上方隧道抽水降低水壓，下方高壓水匯合;4)透水層凸起，形成眾多越流向上補給，影響隧道運行。

2．3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區，受到不同程度的喀斯特化作用，作用結果為在地表上形成奇特山峰，地下形成多個洞穴與通道。活躍在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等，存在不同的特點。喀斯特水有五個對立統一的特點，具體包括:1)獨存與半獨存的管道水流和擁有統一水力相關的地下水力面與擴散流同時存在;2)不含水巖體與含水巖體同時存在;3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;4)層流運動和紊流運動同時存在;5)非均質含水性和均質含水性復雜變化。在喀斯特化地層中，具有相當明顯的三相流，即是氣體、固體、液體三相物質混合形成的三相流。三相流具備一個重要特性，泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的，而氣體能被壓縮，受壓氣體還會發生多種變化。