Estado actual del monitoreo del entorno geológico minero
El monitoreo del entorno geológico de la mina en la provincia de Hunan lleva a cabo principalmente tres aspectos del trabajo: primero, la inspección y el monitoreo de la temporada de inundaciones, incluidos los desastres geológicos de la mina durante la temporada de inundaciones anual. La inspección y el monitoreo registran algunos desastres geológicos mineros. El segundo es el monitoreo por teledetección, que utiliza imágenes de teledetección de diferentes períodos para realizar un monitoreo comparativo de algunas áreas mineras y juzgar las tendencias cambiantes de la calidad ambiental de las minas; áreas mineras desde una perspectiva macro. Por ejemplo, el proyecto de estudio y seguimiento mediante teledetección de zonas metalogénicas clave en el centro y sur de Hunan y en el oeste de Hunan ha supervisado la ocupación y destrucción de tierras, la descarga de desechos sólidos, la contaminación del agua y del suelo en zonas mineras, y la restauración y gestión del entorno geológico de las minas en algunos áreas mineras clave durante tres años consecutivos; en tercer lugar, se estableció la Zona Nacional de Demostración para el Monitoreo de la Deformación de la Superficie en el Área Goafed de la Mina de Estaño Lengshuijiang. Estos trabajos de monitoreo han desempeñado un cierto papel en la protección del entorno geológico de la mina y la prevención de desastres geológicos. Han explorado y estudiado métodos de monitoreo para el entorno geológico de la mina e inicialmente han acumulado experiencia en el monitoreo del entorno geológico de la mina.
(1) Monitoreo de rutina del entorno geológico minero
El monitoreo de rutina del entorno geológico minero en la provincia de Hunan se divide principalmente en dos partes. El primero es la inspección y el seguimiento durante la temporada de inundaciones. La inspección anual de desastres geológicos en la provincia de Hunan incluye desastres geológicos mineros. La inspección y el monitoreo registran las tendencias dinámicas cambiantes y las características de peligro de algunos desastres geológicos mineros. En segundo lugar, monitoreo de patrullas y actualizaciones de bases de datos. Con base en el funcionamiento de la base de datos del entorno geológico minero en la provincia de Hunan, a través de inspecciones dinámicas y monitoreo de más de 50 áreas mineras clave cada año, recopilamos y analizamos informes anuales de evaluación del impacto del entorno geológico de la mina e informes de aceptación de restauración del entorno geológico de la mina, actualizamos el base de datos de manera oportuna, y realizar un seguimiento dinámico del entorno geológico minero.
(2) Monitoreo por teledetección del entorno geológico de las minas
Desde 2006, la provincia de Hunan ha utilizado una variedad de datos de imágenes (IKONOS, GEOEYE, WORLDVIEW2, SPOT-5, RAPIDEYE, TM ), combinado con información relevante sobre la protección y restauración del entorno ecológico de la mina se investigó mediante verificación in situ. Se investigó el estado actual del entorno geológico de la mina y la restauración y restauración del entorno ecológico en el área de monitoreo. investigado.
1. Monitoreo por teledetección de los peligros geológicos de las minas
A través del área minera de níquel-molibdeno de Zhangjiajie, el área minera de carbón de Jinzhushan, el área minera de tungsteno de Xintianling, el área minera polimetálica de Shizhuyuan y el plomo de Huayuan. -área minera de zinc, mina de carbón Xinsheng y otras 6 áreas mineras, combinadas con las condiciones geológicas, condiciones del terreno, condiciones climáticas, condiciones hidrológicas, condiciones de vegetación, etc. del área minera, el número y ubicación de 5 puntos de desastre geológico relacionados con Se determinaron las actividades mineras (Figura 227). Entre ellos, hay 121 desastres geológicos en minas de energía, 92 desastres geológicos en minas metálicas y 14 desastres geológicos en minas no metálicas.
2. Monitoreo por teledetección de la contaminación ambiental de las minas
En diferentes áreas de monitoreo, los principales minerales extraídos son diferentes, lo que causa diferentes problemas ambientales. La minería de carbón en el distrito de Xincoal y el distrito minero de tungsteno de Xintianling ha causado una grave contaminación a los cuerpos de agua circundantes y graves daños a las tierras de cultivo. La extracción y beneficio de la mina de plomo y zinc Huayuan en el oeste de Hunan ha causado contaminación en el río Qingjiang (Figura 7-4).
3. Resultados del monitoreo de la teledetección del entorno geológico de la mina
Después de cinco años de investigación y monitoreo continuo, * * * el área minera estudiada es de 6317,38 hm2, de los cuales 10 corresponden a residuos sólidos. % de toda la actividad minera. Tiene la mayor proporción, con una superficie de 3556,08hm2, representando el 56,29% del total de la actividad minera.
Figura 7-1 Foto aérea del desastre geológico del colapso en la ciudad de Longxi, ciudad de Wugang
Figura 7-2 Imagen de teledetección de los peligros de flujo de escombros en el área minera de manganeso de Ciudad de Leiyang
Fig. 7-3 Imágenes de teledetección de peligros geológicos ocultos de deslizamientos de tierra en canteras en la ciudad de Chenzhou
Figura 7-4 Imágenes de teledetección de ocupación y destrucción de recursos terrestres por minas de plomo y zinc en el condado de Huayuan
1) Área de monitoreo en la provincia de Hunan Entre las tierras ocupadas por actividades mineras nacionales, predomina la tierra ocupada por minas de metales, entre las cuales las minas de plomo y zinc ocupan la mayor parte de la tierra.
2) Encuestas y análisis estadísticos muestran que el área ocupada por las actividades mineras es directamente proporcional a la intensidad de las actividades mineras locales, la demanda del mercado y la proporción de minería ilegal.
3) Las políticas macro de los departamentos gubernamentales afectan directamente las actividades mineras e indirectamente afectan la ocupación de tierras de las actividades mineras. Las políticas macroeconómicas han desempeñado un papel positivo en la regulación del mercado minero y el control indirecto de la ocupación de la tierra por las actividades mineras.
4) Los diferentes tipos de minería y tipos de minerales causan diferentes desastres geológicos, y los peligros ocultos de los desastres geológicos son obviamente diferentes. Los principales desastres geológicos provocados por la minería a cielo abierto son los flujos de escombros, mientras que los principales desastres geológicos provocados por la minería subterránea son los derrumbes y las fisuras del suelo.
(3) Zona de demostración de monitoreo del medio ambiente geológico de la mina de estaño nacional Lengshuijiang
1. Descripción general del proyecto
Zona de demostración de monitoreo del medio ambiente geológico de la mina de estaño Lengshuijiang de la provincia de Hunan Es la primera área de demostración de monitoreo del entorno geológico minero nacional en el país (Figura 7-5). Desde 2009, bajo la organización del Instituto de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de China y el Centro de Estudios Geológicos Ambientales Hidrogeológicos del Servicio Geológico de China, con los grandes esfuerzos del Departamento Provincial de Tierras y Recursos de Hunan, Ciudad de Loudi, Oficina de Tierras y Recursos de la Ciudad de Lengshuijiang, Universidad Central del Sur y Universidad de Minería y Tecnología de China. Con la cooperación, la Estación de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico Provincial de Hunan ha comenzado a tomar forma. Se estableció un modelo de mesa de arena (Figura 7-6) y se estableció una oficina del centro de monitoreo en el sitio, formando inicialmente una red de monitoreo tridimensional "sobre, sobre el suelo y bajo tierra". Atrajo a muchas unidades para visitar e intercambiar, y desempeñó un papel de supervisión, demostración y promoción. Se ha capacitado a un gran número de talentos en monitoreo del entorno geológico minero. Fue aprobada por el Ministerio de Tierras y Recursos como una de las primeras bases de observación de campo de ciencias geológicas del país.
2. Métodos de monitoreo adoptados
(1) Utilice interpretación de detección remota de alta precisión 1:1000 para llevar a cabo el monitoreo regional.
Utilizar imágenes de teledetección multibanda, multitemporal y de alta resolución para interpretar los problemas del entorno geológico minero en esta zona. Con base en espectros de teledetección, se establecen con cierto grado de precisión modelos y métodos de identificación automática para los principales tipos de características de la superficie de la mina, daños a la vegetación del suelo, hundimiento del terreno, etc., para monitorear los cambios en las áreas de características de la superficie. Los pasos de la operación son los siguientes:
1) Seleccionar áreas de monitoreo clave, comprender completamente los antecedentes del entorno geológico del área de estudio y determinar el plan de monitoreo de teledetección basado en la distribución de minas en el área.
2) Las imágenes de teledetección utilizan datos de imágenes satelitales de alta resolución (QuickBird o IKONOS).
Figura 7-5 Señal del área de demostración del área de minería de antimonio de Xikuang
Figura 7-6 Modelo de mesa de arena de monitoreo del área de demostración
3) Utilice datos de imágenes de detección remota para interpretar Interpretar el entorno minero, como la ocupación de la tierra en las áreas mineras, la destrucción de la vegetación, la acumulación de residuos sólidos, la distribución de los estanques de relaves, los hundimientos de la tierra, los deslizamientos de tierra, los flujos de escombros, el colapso de los goafs, la erosión del agua y del suelo y la desertificación de la tierra causada por el desarrollo mineral, la contaminación de las aguas superficiales y la contaminación del suelo.
4) Recopile datos de mapas topográficos 1:10000 del área de estudio, registre las imágenes de detección remota en el mapa topográfico y utilice métodos como interpretación visual, interpretación humano-computadora y extracción automática por computadora para crear los datos en el mapa topográfico marque el contenido de la interpretación de acuerdo con la escala real y complete el formulario de registro de interpretación de teledetección.
(2) La precisión de la investigación de los problemas ambientales geológicos de las minas es de 1:50.000.
Los métodos y el contenido de la encuesta se basan en las "Reglas de implementación de requisitos técnicos para estudios ambientales geológicos de minas en China" (borrador revisado, Instituto de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de China, 2004). Los contenidos de la investigación incluyen:
1) El impacto y daño del desarrollo minero en los recursos terrestres y paisajes geológicos;
2) El impacto y daño del desarrollo minero en los recursos hídricos, especialmente los sistemas de aguas subterráneas;
3) Tipo, escala, pérdida y daño de los desastres geológicos mineros;
4) Contaminación ambiental de las minas;
(3) El monitoreo del área de colapso en el área de demostración adopta una combinación de monitoreo terrestre y monitoreo profundo.
(4) Establecer una red de seguimiento de hundimientos del terreno.
Implementar pilotes de monitoreo en áreas no afectadas por la minería como puntos de referencia; establecer pilotes de monitoreo en áreas de hundimiento del terreno para establecer una red de monitoreo de hundimiento del terreno. Para obtener datos completos y precisos sobre los asentamientos de todo el área de influencia minera, los puntos de monitoreo están diseñados en red. El espacio general entre los puntos de medición es de 300 mx 150 m, que es un área de monitoreo clave alrededor de las áreas densamente construidas en el terreno. La distancia entre puntos de medición es de 150m×150m. Los puntos de monitoreo están dispuestos principalmente en el área de hundimiento del terreno de Baodaxing (área minera norte), con un total de 100 puntos de monitoreo, incluidos 4 puntos de referencia y 96 puntos de monitoreo. Los puntos de observación del movimiento superficial están dispuestos en la superficie para estudiar las leyes de movimiento y deformación de la superficie.
(5) Métodos de monitoreo de áreas de hundimiento
1) El hundimiento del terreno se monitorea utilizando instrumentos de monitoreo como GPS, estación total y el desplazamiento horizontal se mide con una estación total; y el desplazamiento vertical se mide con una estación total. Medir con un nivel.
2) Las grietas superficiales se monitorean con un medidor de grietas, y la longitud, ancho, profundidad y dirección de la grieta más grande del suelo se miden con un telémetro, una brújula y una cinta métrica (Figura 7-7); está enterrado a ambos lados de los pilares de grietas y pilotes de acero más grandes, y sus cambios dinámicos se monitorean periódicamente.
Figura 7-7 Monitor de fisuras del suelo de fibra de rejilla
3) El desplazamiento horizontal profundo se mide mediante un inclinómetro de pozo (Figura 7-8).
(6) Capacitación en tecnología de monitoreo
Invitar a expertos relevantes a realizar capacitación sistemática sobre el uso de GPS, estaciones totales y niveles.
(7) Estandarización y estandarización de la recopilación y clasificación de datos.
Una vez establecida la red de seguimiento en el área de demostración, los datos de seguimiento se recopilarán cada 60 días. El registro de los datos de monitoreo tiene un formato unificado, se establece una base de datos de monitoreo del entorno geológico de la mina y los datos se ingresan y almacenan en un formato estándar.
(8) Discusión sobre tecnologías y métodos de monitoreo
Invitar a expertos de algunas estaciones provinciales de monitoreo del ambiente geológico e institutos de investigación científica para discutir los métodos técnicos de monitoreo del ambiente minero en mi país y guiarlos. este proyecto Proyecto de trabajo.
(9) Resumen de tecnologías y métodos de monitoreo en el área de demostración
Basado en la interpretación de sensores remotos del área de demostración, la investigación de problemas geológicos ambientales de la minería y el monitoreo mediante varios métodos de monitoreo, comparar varios monitoreo La precisión, ventajas y desventajas del método, y el resumen y promoción de diversas tecnologías y métodos de monitoreo.
3. Resultados del monitoreo
(1) Resultados por fases
De acuerdo con la construcción y despliegue del área de demostración de monitoreo, los resultados por fases incluyen: informe de ajuste de nivel y registros de observación de nivelación; informe de ajuste de la red de referencia; tabla de observación de asentamientos; mapa de tasa de cambio de puntos de monitoreo; mapa de ubicación de planos de puntos de monitoreo; informe de aceptación de resultados de asentamientos geológicos;
Figura 7-8 Medidor de desplazamiento multipunto (monitoreo automático de desplazamiento vertical profundo)
(2) Monitoreo de resultados de investigación
1) A partir de los datos en En el área de monitoreo se puede observar que la deformación horizontal es mayor que la vertical, un total de 1:2, y la deformación horizontal y vertical se concentra principalmente en el área central.
2) Del monitoreo del área de hundimiento, se puede encontrar que la deformación del suelo en esta área cambió drásticamente en la etapa inicial, específicamente de febrero de 2010 a junio de 2010, pero después de junio de 2010, el área era relativamente estable, cambia lentamente. En algunos puntos alejados de la zona minera no se produjeron deformaciones importantes y se mantuvieron relativamente estables.
3) Los datos pueden reflejar la deformación del área de hundimiento de Baodaxing en su conjunto, y también pueden reflejar parcialmente el proceso cambiante de cada punto durante el proceso de monitoreo. Una evaluación integral muestra que los datos de monitoreo pueden reflejar la deformación del área del colapso, y los resultados del monitoreo actual muestran que el área del colapso se encuentra actualmente en un estado estable.
4) Con base en los datos de monitoreo interno y de superficie de las formaciones rocosas, teniendo en cuenta las condiciones geológicas, las características de la superficie y otros factores, se utiliza el método de evaluación integral difusa de segundo nivel para predecir la estabilidad de la superficie de las formaciones rocosas. área de demostración y divida el área de demostración en área estable, área básicamente estable y área inestable se divide en área activa, área relativamente activa y área generalmente activa; La zonificación de estabilidad del área de demostración proporciona una base científica para la restauración y gestión del entorno geológico minero y la prevención y reducción de desastres.
Los resultados relevantes se muestran en la Figura 7-9 y la Figura 7-10.
4. Dirección de construcción futura del área de demostración
(1) Realizar monitoreo automático.
En el futuro, se establecerá gradualmente una red de monitoreo automático para lograr funciones de transmisión automática y monitoreo en tiempo real en todo clima, como la instalación de receptores automáticos GPS, transmisores automáticos de fibra de rejilla y medidores de tensión de transmisión de monitoreo automático. , medidores de crack, medidores de desplazamiento, etc. , establecer una plataforma de información de monitoreo remoto y continuar realizando investigaciones sobre tecnologías y métodos de monitoreo.
Figura 7-9 Mapa tridimensional de asentamiento regional de una mina de estaño
(2) Investigación sobre tecnología de prevención y monitoreo de la contaminación de las aguas subterráneas.
Las aguas subterráneas y superficiales de la zona minera están gravemente contaminadas por arsénico y antimonio, afectando incluso a la cuenca del río Zijiang. El siguiente paso es llevar a cabo el monitoreo de las aguas subterráneas, implementar gradualmente el monitoreo automático bajo el mecanismo de establecimiento de una base de observación de campo y llevar a cabo conjuntamente investigaciones científicas sobre tecnologías de prevención y control y contramedidas para la contaminación por arsénico y antimonio en las aguas subterráneas en las áreas mineras, a fin de Proporcionar una base técnica para la gestión del entorno geológico minero.
(3) Promoción y aplicación de tecnología de monitoreo
Construir una base de investigación científica abierta que pueda reflejar capacidades de innovación originales y capacidades de innovación integradas de tecnología de monitoreo y alerta temprana. cuestiones científicas, construir un equipo de talentos de innovación científica y tecnológica y acelerar la transformación y aplicación de los logros científicos y tecnológicos.
Figura 7-10 Diagrama esquemático del plano de inclinación de la mina de estaño
La provincia de Hunan ha captado oportunamente los cambios en el entorno geológico de la mina mediante el monitoreo de rutina y el monitoreo de detección remota de el entorno geológico de la mina, y proporcionó a los supervisores pertinentes El Departamento de Protección y Gestión del Entorno Geológico de la Mina proporciona los datos de seguimiento más recientes. A través de la construcción de la zona de demostración de monitoreo del ambiente geológico de la mina de estaño, se utilizan una variedad de métodos de monitoreo, instrumentos de monitoreo y tecnologías de monitoreo para seleccionar tecnologías de monitoreo adecuadas para su promoción y aplicación, lo que proporciona un fuerte apoyo técnico para el monitoreo del ambiente geológico de la mina de la provincia.
2. Problemas en el monitoreo del entorno geológico de las minas
En el pasado, aunque el monitoreo del entorno geológico de las minas ha logrado ciertos resultados, todavía existen las siguientes deficiencias.
1. Aún no se ha formado un sistema sistemático de monitoreo del entorno geológico minero.
En el pasado, la cobertura de la red de monitoreo del entorno geológico de la mina en la provincia de Hunan no era lo suficientemente completa. No existía un sistema de monitoreo unificado y estandarizado y los datos de monitoreo carecían de sistematización e integridad. Es difícil comprender plenamente las tendencias dinámicas y cambiantes del entorno geológico de la mina. Frente a los requisitos de protección y gestión del entorno geológico minero en la nueva situación, existe una necesidad urgente de establecer un sistema de red de monitoreo completo. El trabajo de monitoreo debe mejorarse continuamente en muchos aspectos, como la forma organizativa, los procedimientos de monitoreo, los métodos de monitoreo y. sistemas de recogida de datos.
2. El tiempo real, la puntualidad y la continuidad de los datos de seguimiento no son suficientes.
El trabajo de seguimiento anterior era básicamente de carácter proyectual, y en su mayor parte se llevaba a cabo en un momento concreto, con un fin concreto y de una forma concreta. El seguimiento no es oportuno ni continuo, y los resultados no están estandarizados ni uniformes.
3. No se comparan diversas tecnologías y métodos de monitoreo en una misma zona minera.
Aunque algunas tecnologías de monitoreo de alta tecnología como InSAR y sensores remotos de alta precisión se han probado en algunas áreas mineras, debido a la falta de acumulación de datos de monitoreo a largo plazo en la mayoría de las áreas de prueba, la precisión de Estas tecnologías de monitoreo de alta tecnología carecen de verificación y la comparación requiere una mayor exploración.
4. Supervisar la insuficiencia de fondos.
Los departamentos financieros de todos los niveles no han dispuesto fondos especiales para el monitoreo del entorno geológico de las minas, y las autoridades de tierras y recursos de todos los niveles tienen una inversión muy limitada en fondos de monitoreo del entorno geológico de las minas. Debido a que los fondos de monitoreo no están garantizados, el trabajo de monitoreo se ha estancado, los equipos están obsoletos y las instalaciones están gravemente dañadas, lo que afecta la calidad de los resultados del monitoreo y dificulta satisfacer las necesidades de un monitoreo preciso, rápido y en tiempo real.