遥感监测技术在煤矿区环境地质问题中的应用

、

【摘要】

 大规模、高强度的煤炭资源开采活动,加剧破坏了煤矿区的地质环境,引发了一系列的

地质灾害

,中遥感监测技术分别在采煤沉陷调查、煤矿区水资源监测及煤矿火灾三个领域获

得应用

,并取得了明显经济技术效益和社会效益。 

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 http://www.xzbu.com/2/view-610479.htm

　　【关键词】

 遥感技术;采煤沉陷区;煤矿区水资源;煤矿火灾 

　　

 

　　一、煤矿区主要的环境地质问题

 

　　在内蒙西北地区

,煤矿开采引发的环境地质问题十分严重,是所有矿产工业类型中矿山环

境地质问题最为严重的一种类型。西北地区煤矿以地下开采为主

,其产量约占煤炭产量的

96%。随着矿区环境地质问题日益严重,航天遥感技术在超前处理煤矿区的地质灾害中,取得
了明显经济技术效益和社会效益。

 

　　二、煤矿区采空沉陷区及边界圈定

 

　　目前来说

,内蒙地区煤矿开采引发的环境地质问题十分严重,西北部的煤矿以地下开采为

主。采煤工作面顶板绝大部分采用陷落法

,回采过程中巷道及采空区的围岩支护是临时性的,

当开采后的采空区顶板失去支撑

,顶板的拉张应力超过该岩层的抗拉强度时,原始地层应力平

衡被破坏

,产生向下弯曲和移动,发生断裂和破碎并相继冒落,致使上覆岩层相继向下弯曲、移

动

,进而发生断裂和断层形成地表裂缝、沉陷带、沉陷区等地质灾害。尤其在第四系覆盖层较

厚的平原区

,由于数十年采煤活动的频繁,小煤窑无组织粗放型的经济开采行为,常常造成局

部出现地裂缝并伴有区域性大面积的地面沉陷

,这种变化兼有渐变和突变的特点,形成规模也

相差悬殊。采煤矿区沉陷的发生与煤层的赋存条件

(埋深、产状、厚度)和开采状况(层位、深度、

围岩、边界条件

)及自然环境(降雨、地震)等因素有关。一般来说,开采深度越大,变形扩展到地

表的时间越长

,地面变形越小;开采空间越大,地表变形越大,并逐步扩大形成比采空区大的沉

陷区

(盆地)。 

　　三、煤矿区水资源问题及其监测手段

 

　　

(1)煤矿区水资源问题。产于鄂尔多斯盆地周边的石炭一二叠系中的煤田,其下部是奥陶

系石灰岩

,上部为侏罗系砂泥岩,属干旱盆地严重缺水地区。矿井疏干排水导致地下水均衡系

统破坏

,地表水量减少,地下水位下降。1997 年以来,陕西神府煤田开发区的不少河流断流,如

2000 年窟里河断流 75 天,2001 年断流 106 天。由于煤矿采空区裂缝遍布,最宽达 2m 多,局部
地区地面下降

2～3m,导致原流量达 7344m3/d 的双沟河已完全干枯。煤矿开采外排的矿井水、

洗

(选)煤水及煤矸石淋滤水的酸性及矿化度都比较高,从而造成了地下水的污染,加剧了矿区

环境用水的危机

,尤其是水体较为发育的地区,矿区水污染问题已十分严重。(2)水污染监测手

段。把卫星遥感技术应用于这个领域

,先取得煤矿区的航片图像,并在图像处理时突出水体分

布及所受影响程度

,这些信息是进行矿区水体污染研究的关键。一般是通过增强方法来突出

水体分布、增强水体边界

,取得较好的水体边界效果。对于水体层次的处理,主要用密度分割的

方法

,对 TM 波段中的水体进行分级,层次性非常明显,从而为建立水资源污染遥感解译标志

和宏观调查研究区地表水的污染程度以及圈定水污染范围提供重要依据。

 

　　四、煤矿火灾问题及探测技术

 

　　

(1)煤矿火灾情况。内蒙地处北方干旱气候条件环境,煤田火灾的历史由来已久,特别是近

年来煤矿开采管理的不规范

,星罗棋布的小煤窑乱采乱挖,造成矿山地下煤火燃烧和煤层自燃

火灾日趋严重。造成了宝贵资源的大量损失

,不但危及煤矿的生产安全,而且煤火长期污染大

气空间环境

,影响和破坏人类的基本生存条件,乌达煤矿区火区属矿井火,是区内煤田火灾较

为严重的地区之一。目前仍在燃烧的火区有三处

,共 16 个火点,燃烧面积 349.61 万 m2,燃烧沿