綠色礦山建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

綠色礦山建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息化礦山隨之出現(xiàn)。信息化礦山原型為礦山系統(tǒng)，以信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，嵌入礦山信息，并對(duì)信息進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)礦山開采數(shù)字化。綠色礦山以網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為支撐技術(shù)，在建設(shè)中，充分體現(xiàn)礦山信息的動(dòng)態(tài)性和多維性，最大限度發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用。

關(guān)鍵詞：綠色礦山建設(shè)；地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測；數(shù)字化技術(shù)；應(yīng)用

1綠色礦山

我國自然資源部2018年6月22日頒布、10月1日起實(shí)施的《非金屬礦行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》等九大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范中，提出綠色礦山是“在礦產(chǎn)資源開發(fā)全過程中，實(shí)施科學(xué)有序開采，對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)控制在可控制范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、管理信息數(shù)字化和礦區(qū)社區(qū)和諧化的礦山”。目前在各省陸續(xù)出臺(tái)的綠色礦山建設(shè)文件中，盡管細(xì)節(jié)不同，但總體框架上基本沿用了這一定義。綠色礦山概念以官方的形式最先出現(xiàn)在綠色礦山創(chuàng)建指南中，其將綠色礦山的基本定義描述為“綠色礦山是礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境相和諧的礦山，實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源利用集約化、開采方式科學(xué)化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；⑵髽I(yè)管理規(guī)范化、閉坑礦區(qū)生態(tài)化?！?012年試行的綠色礦山建設(shè)管理辦法又提出“綠色礦山是指礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的礦山，具有開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產(chǎn)工藝環(huán)?；?、礦山環(huán)境生態(tài)化、企業(yè)社區(qū)和諧化的特點(diǎn)?！睆亩x的變化可以看出，各地區(qū)綠色礦山逐步將生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在突出位置，強(qiáng)調(diào)資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)。國家九大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范中，給出的定義將生態(tài)環(huán)境保護(hù)這一要求更為細(xì)化，“對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)控制在可控制范圍內(nèi)”，同時(shí)分別從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等角度提出了要求，環(huán)境生態(tài)化理念貫穿于整個(gè)礦產(chǎn)資源的探采選冶中，將資源利用和環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來，是生態(tài)文明建設(shè)的重要體現(xiàn)。

2礦山地質(zhì)環(huán)境主要問題

2.1資源問題

礦山環(huán)境的開采主要產(chǎn)生的是一些固體的廢棄物，這在實(shí)際的調(diào)查中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，固體廢棄物的組成非常復(fù)雜，有的含有大量的重金屬，有的含有不利于人體健康的物質(zhì)等，而這些固體廢物往往又是堆放在露天環(huán)境中，對(duì)礦山地質(zhì)的監(jiān)測或者是開采等野外作業(yè)帶來一定的不利影響，且廢棄物的露天堆放，占地面積大，很可能占用周邊的耕地，或者是林地資源，這些地方的廢棄物清理起來難度大，且段時(shí)間內(nèi)也很難清理干凈，對(duì)耕地、林地資源造成的破壞難以恢復(fù)；一些有毒害的廢棄物，一旦滲透到地下水或者地質(zhì)土層當(dāng)中，就更難以清理，嚴(yán)重時(shí)可能造成對(duì)附近居民身體健康的影響。

2.2地質(zhì)環(huán)境問題

（1）滑坡災(zāi)害。滑坡災(zāi)害是我們常聽到過的一種地質(zhì)災(zāi)害，礦山地質(zhì)滑坡災(zāi)害的形成可從兩個(gè)方面說起，一是過度的露天開采，礦山植被層嚴(yán)重遭到破壞，對(duì)表層的土層失去固定作用，在外力作用下，極易造成滑坡現(xiàn)象；二是礦山開采產(chǎn)生的固體廢棄物堆放沒有一個(gè)嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，且堆放的方式與管理欠缺，一旦遇上雨季或者是其他外力作用下，極易造成坍塌，影響周邊的施工。（2）地表災(zāi)害。礦山地質(zhì)地表災(zāi)害的發(fā)生，大多都是由于過度的開采造成的地陷或者是地貌的改變，這種災(zāi)害的發(fā)生，多是由于開采過程采用了井工倉儲(chǔ)式的挖掘方式，造成地下水分布發(fā)生改變，或者是分布不均，嚴(yán)重影響地質(zhì)層間的平衡，發(fā)生塌陷沉降，影響正常施工。（3）地表裂縫災(zāi)害。地表裂縫災(zāi)害的發(fā)生跟地表沉降有相似的原因，都是過度開采造成地質(zhì)層水分不均，這種災(zāi)害是非常嚴(yán)重的，裂縫大的有數(shù)千米，是永久性不可逆轉(zhuǎn)的。裂縫的出現(xiàn)對(duì)礦山開采的基礎(chǔ)設(shè)施也有損害，嚴(yán)重時(shí)或發(fā)展成地表沉陷，對(duì)礦山施工造成中斷。

3綠色礦山的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)字化手段綜合應(yīng)用

3.1基礎(chǔ)信息模塊

首先利用遙感衛(wèi)星觀察范圍廣、分辨率可以滿足1：2.5萬比例尺要求的特點(diǎn)，結(jié)合DEM高程數(shù)據(jù)，針對(duì)單個(gè)礦山，建立綠色礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)。在此數(shù)據(jù)平臺(tái)可以查看礦山的遙感影像、地形現(xiàn)狀、地質(zhì)條件、地表情況、高程數(shù)據(jù)等信息。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是地災(zāi)預(yù)警的基礎(chǔ)，也是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的核心。

3.2信息監(jiān)測模塊

利用無人機(jī)機(jī)動(dòng)性好、操作方便、成本低廉、無人員傷亡等特點(diǎn)，在暴雨或者山洪等極端氣候條件下，派出無人機(jī)對(duì)礦山尾礦庫、堆渣場、邊坡等進(jìn)行監(jiān)測，在發(fā)生次生地質(zhì)災(zāi)害的前期及時(shí)進(jìn)行觀測，發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

3.3評(píng)估模塊

評(píng)估模塊為整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層，是核心技術(shù)。通過人工智能技術(shù)，完善評(píng)估模塊，建立多種模型，耦合多個(gè)可能造成影響的因素，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)評(píng)估，主動(dòng)上傳，最后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無人值守式的地災(zāi)預(yù)警。由于引入了人工智能技術(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)比已有的模型，綜合評(píng)價(jià)地災(zāi)發(fā)生的幾率，計(jì)算預(yù)警分?jǐn)?shù)，最后對(duì)用戶發(fā)出提醒，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化。

3.4預(yù)警模塊預(yù)警模塊

通過現(xiàn)在的手機(jī)APP手段，負(fù)責(zé)對(duì)用戶發(fā)布實(shí)時(shí)信息，并上傳下達(dá)到有關(guān)管理部門和一線人員。

4綠色礦山建設(shè)取得的成就

4.1綠色礦山理念深入人心，全社會(huì)關(guān)注參與綠色礦山建設(shè)

在國家政策引導(dǎo)下，綠色礦山成為社會(huì)熱點(diǎn)，微信作為最流行的自媒體，專門為綠色礦山創(chuàng)建的微信公眾號(hào)超過10個(gè)，如綠色礦山、綠色礦山微報(bào)、綠色礦山節(jié)能減排、綠色礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)等。此外，很多關(guān)注度很高的公眾號(hào)也紛紛推送關(guān)于綠色礦山相關(guān)的文章。百度“綠色礦山”搜索條目超過226萬個(gè)。各類論壇、網(wǎng)站也開始涉及綠色礦業(yè)議題，百度貼吧專門設(shè)立了綠色礦山吧。

4.2第三方平臺(tái)紛紛設(shè)立，業(yè)務(wù)范圍和市場機(jī)會(huì)得到拓展

在政策引導(dǎo)下，出現(xiàn)了很多與綠色礦山相關(guān)的第三方機(jī)構(gòu)，一些研究、咨詢等機(jī)構(gòu)也開始涉及綠色礦山相關(guān)業(yè)務(wù)。一些機(jī)構(gòu)作為非營利機(jī)構(gòu)，主要從事一些技術(shù)研發(fā)、宣傳和信息共享等方面的工作，以綠色礦山促進(jìn)工作委員會(huì)和、綠色礦山聯(lián)盟為例。中國礦業(yè)聯(lián)合會(huì)專設(shè)綠色礦山促進(jìn)工作委員會(huì)，并建設(shè)了《固體礦產(chǎn)綠色礦山建設(shè)指南（試行）》（T/CMAS），就礦山規(guī)劃、開采、選礦、廢物處置及綜合利用、科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山建設(shè)、企業(yè)文化與和諧礦區(qū)建設(shè)等進(jìn)行指導(dǎo)。綠色礦山聯(lián)盟是一家產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，主要開展綠色礦山技術(shù)研發(fā)、安全生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)制定、成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)推廣、市場培育、知識(shí)產(chǎn)權(quán)交易與保護(hù)、專業(yè)咨詢培訓(xùn)與會(huì)展、政府委托項(xiàng)目、國際交流與合作相關(guān)活動(dòng)。第三方機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)激發(fā)了礦業(yè)經(jīng)濟(jì)市場活力，參與主體更加多元化，為綠色礦山的建設(shè)提供了有利的環(huán)境和激勵(lì)，同時(shí)，也為更多的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)入這一領(lǐng)域提供了市場機(jī)會(huì)。

結(jié)語

通過對(duì)比以往的一些國家級(jí)試點(diǎn)綠色礦山建設(shè)情況和當(dāng)前最新的綠色礦山建設(shè)要求，認(rèn)為以往的綠色礦山建設(shè)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方面未充分利用現(xiàn)代化數(shù)字手段。應(yīng)有無人機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)綠色礦山建設(shè)中的重要意義，提出一種符合綠色礦山建設(shè)實(shí)際情況的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，具體包括基礎(chǔ)信息、監(jiān)測、評(píng)估、預(yù)警模塊。在基礎(chǔ)信息模塊使用遙感技術(shù)，在監(jiān)測模塊使用無人機(jī)技術(shù)，評(píng)估模塊使用人工智能技術(shù)，預(yù)警模塊使用大據(jù)、云計(jì)算和手機(jī)APP技術(shù)。通過融合傳統(tǒng)的地災(zāi)評(píng)估方法和最新的數(shù)字化技術(shù)，多個(gè)功能相互結(jié)合，可為監(jiān)測和預(yù)測礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供一套可行的方法。

參考文獻(xiàn)

［1］文維西．淺談數(shù)字