湖南湘潭锰矿区矿山地质环境监测治理

张 章，周祁峰，彭 婷

（1.湖南省资源规划勘测院，湖南 长沙 410000；2.祁东县自然资源局，湖南 长沙 410000）

长期的开采导致矿山环境受到严重破坏，因此在青山绿水就是金山银山的发展理念下矿山破坏的环境急需进行恢复。采用合适的方法进行环境整治恢复矿山原来的景色，期间需要使用一定的技术对破坏的环境进行修正，恢复环境要遵守国家地方的相关法规，保证矿山资源快速恢复美貌。

湖南湘潭锰矿区位于湘潭市雨湖区鹤岭镇，地理位置：东经112°45′～112°55′，北纬27°53′～28°03′，属剥蚀、侵蚀低丘谷底地貌，自然生态环境较为恶劣。测区内有铁路专线与湘黔铁路、京广铁路相连，公路与岳临高速、沪昆高速、长潭西高速相连，交通较为便利。矿区属典型的亚热带湿润季风气候，四季分明，降水充沛4月～7月降水较集中。

1 矿山地质测绘监测发展现状

对生态文明进行总体的规划和有序的组织领导，矿山地质恢复青山的重要保障。从国家层面建立资源资产管理和自然生态监督的机制，对我国健全生态环境管理体系有非常重要的帮助[1]。对国家所有资源资产统一行使拥有者的责任和义务，对国家所有土地空间进行统一的控制和保护，对国家城乡排污上统一行使行政执法和监督。从国家层面建设土地的空间开发和保护体系。目前的监测体系与矿山地质环境保护的需要相比仍有很大差距。准确性强及时性高对未来矿山地质环境附加数据很大帮助，在数据共享的大环境下，矿山地质监测准确性和及时性存在的问题将会有效解决[2]。

2 矿山地质环境测绘技术

2.1 技术管理体系框架

技术管理首先需要对矿山进行一定的基础研究。除了矿山本身的环境条件外，还必须了解矿山所在地的环境保护政策，治理计划，矿山地质环境的相关技术等，之后才能通过国家矿山资料库对地质环境进行调查，分析不同计划下的综合管理结果，研究矿山环境的总体趋势，动态评估矿山的发展。通过建立一个网络管理系统来进行环境保护工作，最终实现通过数据输入和存储以及使用大数据技术来研究地质环境状况。

2.2 水平位移监测

水平位移基准点及监测点的布设。

（1）水平位移监测基准点的布设。水平位移基准网共布设5个水平位移基准点，利用测区附近3个湖南省大地精化水准面控制点U234、U323、U327，以及埋设的2个监测点GPS01和GPS06作为水平位移监测网的基准点，以上各监测基准点都埋设在监测范围外

（2）水平位移监测点的布设。水平位移监测点布设在反映变形体变形的特征部位，兼顾GPS网形沿地下采矿井巷两侧错开布点。

水平位移监测点布设在四周开阔的区域，地面高度角≥15°没有成片的障碍物。点位选择在利于安全作业的地方。点位附近无大面积水域或其它强烈干扰卫星信号接收的物体（如金属广告牌等）。点位远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离大于200m，并远离高压输电线其距离大于50m。点位布设在易于长期保存的位置，相邻点间距离最大不超过该网平均点间距的2倍。

水平位移监测点共埋设13点，统一编号从GPS01开始续编至GPS13，其中10个点水平与垂直位移监测共用，U323、MK003、MK008、MK066、MK068为利用点。

2.3 垂直位移监测

2.3.1 基岩点布设

垂直位移基岩点布设在监测区域外围稳固区域，且便于长期保存的基岩露头上，每个垂直位移基岩点都设有保护井，并且配备有点号牌，垂直位移基岩点共埋设3个编号为MK109、MK110、MK111。

2.3.2 监测点布设

垂直位移监测点按150m左右的间距布点，点位埋设在可长期保存，坡度较小、土质坚实、施测方便的道路附近，避免积水、软土、剧烈震动、通视条件不佳的地段。

垂直位移监测点都设有保护井，并且都配备有点号牌，本项目埋设垂直位移监测点108点，埋设10个水平与垂直位移共用点，点号统一从MK001开始续编至MK108，监测点MK112号为柴山小学增加的垂直位移监测点，本项目共埋设119个垂直位移监测点。项目部为了后续的监测要求，对损坏的监测点进行重新埋设，其点号按原来点号后缀“-1”进行编排，如MK035、MK039被破坏后，在其点附近重新埋设监测点，其点号分别为MK035-1、MK039-1，新埋设的监测点稳定后继续监测。新埋设的监测点共17个，情况如下表。

表1 新埋设监测点统计表

2.4 观测方法

2.4.1 垂直位移基岩点观测

垂直位移基岩点观测采用天宝DiNi03水准仪进行观测，按一等水准测量要求施测，在对仪器和标尺进行全面检测合格后，野外作业先用皮尺量距，并标注各测站点、标尺点，确保前后视距相等，同一测站上前后视不调焦。水准网复测的往测与返测严格按照规范要求进行，前后视距差小于1.0m，前后视距累积差小于3.0m，各测段往测与返测的测站数为偶数，消除了标尺零点差的影响。

2.4.2 垂直位移监测点观测方法

垂直位移监测点观测，采用天宝DiNi03水准仪进行观测，按二等水准测量要求施测，在对仪器和标尺进行全面检测合格后，野外作业先用皮尺量距，并标注测站点、标尺点，确保前后视距相等，同一测站上前后视不调焦，水准网往测与返测严格按照规范要求进行，前后视距差小于1.5m，前后视距累积差小于6.0m，各测段往测与返测的测站数为偶数，消除了标尺零点差的影响。

2.4.3 水平位移基准点观测方法

水平位移基准点观测是在基准点上架设GPS仪器，仪器有效观测卫星数≥6颗，观测时段长度≥60min，数据采样间隔为10s，图形强度因子PDOP≤6，数据采集过程中所有测站上接收正常观测良好，仪器高采用钢尺丈量天线高度至毫米，从GPS天线的三面丈量三次，在三次较差不大于3mm时取平均值为最后结果，结束观测时再量一次天线高以作校核。

2.4.4 水平位移监测点观测方法

水平位移监测点观测是在监测点上架设GPS仪器，仪器有效观测卫星数≥6颗，观测时段长度≥60min数据采样间隔为10s，图形强度因子PDOP≤6，数据采集过程中所有测站上接收正常观测良好，仪器高采用钢尺丈量天线高度至毫米，从GPS天线的三面丈量三次，在三次较差不大于3mm时取平均值为最后结果，结束观测时再量一次天线高以作校核。

2.5 数据的综合信息处理

为了实现矿山的动态监控，除了需要使用专用的监控设备外，还需要使用专业的数据梳理技术来确保对矿山情况进行全面研究，并根据环境需要进行综合处理。建立用于数据统计和存储的专用数据库，要针对不同信息建立统一的文件格式，以确保不同部门可以更方便地使用它。为了充分利用这些数据，需要使用数据分析技术来进一步挖掘和开发数据，并研究不同的影响因素，变化趋势，分析各种数据之间的关系，通过寻找规律来获得更合适的环境保护方法。在对数据进行统计的同时，还必须建立一个特殊的数学模型来实现对环境变化的预测，并且通过更深入的处理还有利于取值、挖掘环境规律。

3 结语

为了更好的保护尊重湖南湘潭锰矿区矿山地质的环境，提高当地的生态绿色覆盖回复率，就需要理论结合实际，结合实际的需要，选择合适的技术。因此需要各方做好准备工作，根据资金确定技术的使用。通过对湖南湘潭锰矿区矿山地质环境监测治理的过程和方法探讨，利用大数据分析等方式，挖掘矿山价值，全面地保护环境。探讨相关技术的要求，帮助环境整治人员能够更好地利用相关技术。