浅谈矿山地质工作中环境监测技术

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　　摘要：随着我国社会经济的不断快速发展，由于矿业工程的开发不断引起的矿山地质环境问题，在我国很多地区已经成为制约经济和社会发展的重要因素，并且严重影响了人民生命财产安全和正常生活秩序，本文主要针对矿山地质工作中环境监测技术进行分析探讨，仅供参考。
　　关键词：矿山地质，地质工作，环境监测；监测技术
　　
　　
　　1 前言
　　 在我国由于地质条件的复杂性，矿山种类的多样性，加上开采条件各异性，目前矿山企业的规模与管理体制也存在一些差别。因此我国很多矿业工程造成的矿山环境地质问题类型多、分布广，其主要可以归纳为资源损毁、地质灾害、环境污染三大类，其中包括：① 矿产资源开发压占、毁损土地资源严重；②采矿活动引发的地面(沉)塌陷、地裂缝、边坡失稳等地质灾害问题突出；③ 矿产资源开发过程中的“三废”排放污染环境，造成公害；④ 采矿活动造成了地下水均衡系统破坏；⑤ 采矿活动加剧了矿区水土流失和土地沙化。
　　 要想进一步进行掌控目前矿山地质环境发展变化造成的一些问题发生，那么必须进行矿山地质的环境监测。只有通过环境监测并及时掌握矿山地质环境动态变化规律，预测矿山地质环境发展变化趋势，从而提出相应的防治措施。
　　
　　2 监测目标任务
　　 通过开展矿山地质环境监测，进一步认识矿山地质环境问题及其危害，掌握矿山地质环境动态变化，预测矿山环境发展趋势，为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境、开展矿山环境综合整治、矿山生态环境恢复与重建、实施矿山地质环境监督管理提供基础资料和依据。具体工作任务应包括以下几个方面：
　　(1)开展单个矿山的地质环境监测和区域集中开采区或群采点矿山地质环境监测；
　　(2)建立矿山地质环境监测数据库和信息系统；
　　(3)矿山地质环境监测数据分析、处理及共享；
　　(4)矿山地质环境质量评价与预测；
　　(5)提出矿山地质环境管理控制措施以及矿山地质环境综合治理对策建议；
　　(6)编制矿山地质环境监测年报；
　　(7)向社会提供矿山地质环境方面的信息服务。
　　3 监测原则
　　(1)国家、地方和矿山企业联合监测国家控制全国范围内的重点区域监测，地方控制省内的重点区域监测，矿山企业负责本矿区范围内的监测，闭坑矿山无法找到责任人的由国家委托所在省的地质环境监测机构进行监测。
　　 重点区域监测先行鉴于国家在短期内不可能投入大量的资金大规模地开展矿山地质环境监测，因而需在全国范围内选择环境地质问题严重、对当地人民生命和财产构成重大威胁的矿产集中开采区或者群采点，建立国家重点区域矿山地质环境监测示范区。
　　(3)常规监测和应急监测相结合
　　 常规监测是对指定的矿区地质环境因子进行定期监测，以确定矿区环境地质问题及其发展变化趋势，评价矿区地质环境质量状况及地质环境治理成效。对于矿山环境地质问题严重的热点地区、发生突发性矿山地质灾害事件的矿区，除了进行常规监测外，还要进行应急性监测，快速获取数据，为矿区地质灾害的应急处理和控制提供依据。
　　(4)传统监测手段与高新技术方法并重
　　 可以根据当地的实际环境状况、人员技术水平、原有设备情况、监测精确度要求等因素，选择较实用的监测技术手段，采用传统监测手段和高新技术方法相结合，以保证监测数据资料的准确度。传统监测手段包括现场原位测试和室内化验；高新技术手段以多波段、多时相和高分辨率遥感遥测技术为主。
　　(5)监测数据标准化、规范化
　　 监测数据的记录要有统一的格式，并建立矿山地质环境监测数据库，按照标准格式进行数据录入和存储。
　　4 监测组织与工作程序
　　4．1 监测组织
　　 国土资源部是全国矿山地质环境监测的行政主管部门，各地方国土资源行政主管部门负责管理本辖区内的矿山地质环境监测工作。矿山企业是单个矿山地质环境监测的主体，矿山企业应成立专门的监测机构或者委托其他的专门监测机构对本矿区范围内的地质环境进行监测，监测数据向所在地区地质环境监测机构汇交。如果是闭坑矿山或者矿山企业已经倒闭，无法找到责任人，由所在地方地质环境监测机构负责监测。
　　地方地质环境监测机构负责本辖区内的重点矿山开采区域的地质环境动态监测，以及突发性和应急性的矿山地质环境监测。监测数据向国家级地质环境监测机构汇交。
　　 国家级地质环境监测机构负责全国范围内跨省界的重大矿区、热点矿区、突发矿山地质环境事件的矿区及其它应急性的矿山地质环境监测；负责制定矿山地质环境监测技术要求与实施细则，规范数据格式标准，建立数据采集和汇交制度，建立全国矿山地质环境监测数据库，开发矿山地质环境监测信息系统，接受地方监测机构上报的数据，并对数据进行整理、汇总、分析、集成和综合研究，编写全国矿山地质环境监测年报。
　　4．2 工作程序
　　 (1)建立矿山基本情况档案；
　　 (2)确定矿山地质环境监测内容；
　　 (3)现场监测并填写监测表，将数据输入到数据库；
　　 (4)区域遥感监测并填写遥感解译表；
　　 (5)监测数据汇总、分析、整理，编写监测报告。
　　
　　5 监测内容与方法
　　5．1 监测内容及指标
　　(1)侵占、破坏土地及土地复垦监测：侵占和破坏土地类型、面积，破坏土地方式，破坏植被类型、面积，可复垦和已复垦土地面积。
　　(2)固体废弃物及其综合利用 监测：固体废弃物的种类、年排放量、累计积存量、来源、年综合利用量，固体废弃物堆的主要隐患、压占土地面积等。
　　(3)尾矿库监测：尾矿库数量和规模，年接纳尾矿量，尾矿的主要有害成分、主要隐患、年综合利用量等。
　　(4)采空区地面沉(塌)陷 监测：塌陷区数量，塌陷面积，塌陷坑最大深度、积水深度，塌陷破坏程度等。
　　(5)山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流地质灾害监测：本年度发生次数、造成的危害，地质灾害隐患点或隐患区的数量，已得到治理的隐患点或隐患区的数量。
　　(6)水土流失和土地沙化监测：水土流失和土地沙化的区域面积及治理情况等。
　　(7)矿区地表水体污染监测 ：废水废液类型、年产出量、年排放量、年处理量 排放去向，地表水体污染源、主要污染物、污染程度及造成的危害、年循环利用量、年处理量。
　　(8)土壤污染 监测：土壤污染的污染源、主要污染物、污染程度及造成的危害等。
　　(9)地裂缝监测：地裂缝数量、最大地裂缝长度、宽度、深度，地裂缝走向、破坏程度。
　　(1O)废水废液排放监测：年废水排放量及达标排放量，废水主要有害物质及排放去向，废水年处理量和综合利用量等。
　　(11)地下水监测：①地下水均衡破坏监测：矿区地下水水位、矿坑年排水量、含水层疏于面积、地下水降落漏斗面积等；② 地下水水质污染监测：pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群，以及反映本地区主要水质问题的其它项目。
　　5．2 监测方法
　　5．2．1 单个矿山的监测方法
　　 单个矿山的地质环境监测采用定期到现场调查并填表的方法，而对一些重大矿区，应设立地下水位、滑坡和地面沉降等固定的专业监测点进行监测。
　　(1)采空区地面塌陷监测：矿区塌陷面积较大的，采用遥感技术监测；重点矿区采用高精度GPS、钻孔倾斜仪、全站仪等监测，其他采用人工现场调查、量测。具体方法为：①地面和建筑物的变形监测，通常设置一定的点位，用水准仪、百分表及地震仪等进行测量；地下岩土体特征的变化可采用伸缩性钻孔桩(分层桩)、钻孔深部应变仪等进行；水点变化的观测常用测量水量、水位的仪器进行；地下洞穴分布及其发展状况可借助物探或钻探方法查明。② 塌陷前兆现象的监测内容包括：抽、排地下水引起泉水的干枯、地面积水、人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、植物变态、建筑物作响或倾斜、地面环形开裂、地下土层垮落声、水点的水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等。③地面、建筑物的变形和水点中水量、水态的变化，地下洞穴分布及其发展状况等需长期、连续地监测，以便掌握地面塌陷的形成发展规律，提早预防、治理。

　　(2)矿区地裂缝监测：主要监测方法有大地测量法、GPS全球定位系统、简易人工观测、应力计等技术。
　　(3)矿区地面沉降监测：重点矿山采用现场埋设基岩标自动监测，其他采用高精度GPS监测。GPS监测方法参照相关规范 。
　　(4)矿区山体开裂监测：采用人工现场调查、量测。
　　(5)矿区崩塌、滑坡、泥石流监测：参考《崩塌、滑坡、泥石流监测技术要求》。
　　(6)矿区水土流失监测：采用遥感技术监测和人工现场调查、量测相结合的方式。
　　(7)矿区土地沙化监测：采用地下水水位动态监测和地面GPS监测以及遥感卫星监测等。
　　(8)矿区侵占破坏土地与土地复垦监测：采用人工现场调查、量测，辅以遥感技术方法。
　　(9)矿区土壤污染监测：人工现场调查、取样分析，辅以土壤污染自动监测仪。
　　(1O)矿区地表水体监测：人工现场调查、取样分析。
　　(11)矿区地下水均衡破坏监测：人工现场调查、取样分析，辅以地下水位自动监测仪。
　　(12)废水废液排放监测：人工现场调查、取样分析。
　　(13)地下水水质监测：人工现场调查、取样分析。
　　(14)海水入侵监测：人工现场调查、取样分析。
　　5．2．2 区域监测方法
　　 采用多波段、多时相和高分辨率遥感影像，对区域内的矿山地质环境问题进行解译和判读。建立基于遥感波谱的具有一定精度保证的主要矿山地物类型、土地与植被破坏、地面塌陷等自动识别模型与方法，实现地物面积变化自动监测。
　　(1)选取要监测的重点区域，充分了解研究区的地质环境背景，结合区内矿山分布，确定遥感监测方案。
　　(2)遥感影像可选取高分辨率卫星影像(QuickBird、IKONOS)数据，或者选取具有较高分辨率的各类航空遥感像片，遥感时段最好为每年5～10月。
　　(3)利用遥感影像数据，对矿产开采区侵占土地、植被破坏、固体废物堆放、尾矿库分布、采空区地面沉陷 (岩溶塌陷)、山体开裂、滑坡、泥石流、崩塌、煤田自燃等地质灾害、矿产开发引发的水土流失和土地沙化、矿区地表水体污染、土壤污染等矿山环境地质问题进行解译和判读。
　　(4)收集研究区1：25 000～1：500 00地形图数据，将遥感影像配准到1：25000～1：50000地形图上，采用目视解译、人机结合解译和计算机自动提取等方法将解译的内容按实际规模大小标在地形图上，并填写遥感解译记录表。
　　6 监测质量控制
　　(1)各监测站定期进行监测数据自查，监测的内容不能漏缺。
　　(2)严格按规定的时间去现场监测，不能提前或拖后。
　　(3)建立实际监测人和校核人签字制度。
　　(4)上报的监测数据要经监测总站的审核并盖章。省级地质环境监测机构收到各矿山地质环境监测数据表后，要进行检查和校核，经确认无误后输入到省级矿山地质环境监测数据库中。
　　(5)省级地质环境监测机构可以根据实际情况需要，定期或不定期到一些重点矿山现场进行抽查。
　　(6)国家级地质环境监测机构应派专业人员定期到省级地质环境监测机构进行检查和业务指导。若有必要可以直接到矿山现场进行检查和指导。
　　(7)国家级地质环境监测机构将定期到各省级地质环境监测机构检查设备的使用和维护情况，检查原始数据记录本，并抽查个别监测区，到现场核查。
　　(8)定期检查数据库数据的完整性，对异常数据通过电话核实。
　　7 监测资料整理与分析
　　 矿山企业将监测数据填写到监测记录表中，原始监测记录表在上报省级地质环境监测机构之前应制做一份副本自己保存。所有监测数据表副本以一个工作年度为单位装订成册。
　　 地方建立以省为单元的矿山地质环境监测数据库，存储长期的监测数据序列。在数据库的基础上建立以省为单元的矿山地质环境监测管理信息系统，作为地方级地质环境监测机构进行数据录入、存储、查询、统计、报表、分析的基础平台。省级地质环境监测机构收到各矿山企业报来的监测数据表后，以县为单位装订成册，并及时输入到省级矿山地质环境监测数据库。在矿山地质环境监测信息系统的支持下，对本年度的监测数据进行综合统计、分析、报表输出，编写本省矿山地质环境监测年度报告，并将年度报告和数据分别以电子文档和数据库文件的形式上报到国家级地质环境监测机构。
　　

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