煤矿现代化 ２０１６年第２期 总第１３１期 煤田地质勘察中航空遥感技术的应用研究 高娓娓 （河南省煤田地质局三队，河南郑州４５００００ Ｊ 摘要本文对航空遥感进行分析，结合煤田地质的具体勘察，从基于煤炭资源评价的应用、基于煤 矿区灾害评估的应用以及基于生态环境评价的应用入手，探讨航空遥感在国内煤田勘察中的具体应 用，并针对煤炭勘察面临的实际问题，对遥感技术的前景以及创新进行阐述，旨在为遥感技术的研发 人员以及煤田勘察人员提供参考。 关键词煤田开采；航空遥感；地质勘察 中图分类号：ＴＤ１７８ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—０７９７（２０１６）０２—０１３４—０３ 航空遥感主要是借助飞机以及气球等工具来运 载遥感器，并依靠遥感器来检测被测物的具体特征。 随着遥感技术不断成熟，各种传感器应运而生，这也 增强了煤田勘察的准确性ｌｌｌ。在煤矿资源不断开发的 背景下，遥感技术对于煤矿勘察的重要性逐渐增强， 已广泛应用于地质勘察以及灾害防治等领域。 ｌ 航空遥感的原理以及特点 １．１使用原理 航天遥感的使用原理：在高空位置借助传感器 处理被测物辐射的电磁波以及可见光所形成的图 像，以此达到检测被测物特征的目的。 １．２基本特点 城瓤 ｍ） 图１矿物光谱线 ２．３用来对煤炭资源进行评价 《｛ ｔ ％豫 一１ ｌ鞋 ＃ 从航天遥感实际使用情况来看，其具有五点优 势：①直观性较强；②功能多样，检测范围较广；③可 获取丰富的信息；④不易受气候以及环境的干扰；⑤ 榆测速度快，检测成本低。 ２基于煤炭资源评价的应用 ２．１ 用来更新地形图 随着地理要素不断变更，包括道路、行政区以及 居民区等要素都发生较大改变，以往的地形图就失 去准确性，尤其是基于煤田地质的地形图。而遥感技 术具有覆盖面积大以及实时 较强的优势，并能随 时对地形罔进行更新，已在煤田勘察中得到应用。 ２．２用来编制地质图 遥感技术主要将遥感图像作为重要载体，并借 图２地质遥感图 遥感技术主要将遥感图像作为主要的信息源， 助地理分析软件对遥感图进行处理，以此获取含煤 地层、水文地质、环境地质以及控煤构造等煤田信 息。同时，遥感技术可自行设计填图路线，再结合煤 层地质的特点进行填图，以此锁定煤层以及地层等 对象的具体位置『。 ；此外，遥感技术可参照填图所收 集的地质信息，借助Ｃｇｉｓ来构建煤层地质的柱状图 以及剖面图。 ·可获取大量含煤地层以及构造等相关信息，并参照 前人资料对煤田地质的主要特征进行分析，以此对 煤炭资源进行评价 在评价过程中，依靠遥感技术 可掌握煤层赋存情况以及含煤地层的主要特征，以 便掌握聚煤规律，为构建含煤远景区提供参考。例 如，在鄂尔多斯一带进行勘察时，我们就可从遥感图 像中获取该地主干断裂线，并编制该地煤区分布图， ｌ３４· 煤矿现代化 ２０１６牟第２期 总第１３１期 为分析该地含煤地层的构造、沉积环境以及聚煤规 律提供依据。 ２．４用来对水文地质进行评价 遥感技术主要借助综合解译技术、地质解译技 术、水文解译技术以及对比解译技术等手段，对煤炭 区域内的水文地质进行研究，并将地下水的富水情 况以及类型等指标进行评价，以此圈定煤炭区域内 从航空图像中获取煤矿区域内的粉尘污染、废 弃物、植被污染以及水体污染等信息，并通过实地检 测来掌握矿区水体污染、植被污染、空气污染等多项 指标，包括污染位置、污染范围、污染强度以及污染 分布等，以此更好地治理矿区。 ４．２用来对酸沉降污染进行监测 在遥感技术的运用中，可对矿区内空气污染、植 的富水区［４１。 ２．５用来对煤层气进行评价 在对煤层气进行评价时，首先将遥感图作为评 价的信息源，再对煤层区域内的地质特征以及气赋 存规律进行探讨，以此掌握煤田地区的渗透率以及 含气性等指标。例如，在山西一带，该地勘察者对遥 感图像、煤壁构造以及地表节理系进行分析，获取煤 层裂缝的发育数据，并借助图像技术来掌握发育部 分的具体位置，以此确定该地煤田区域内高渗富集 区的位置，包括阳泉区、沁源区以及潘庄区等。 ２．６用来监测小煤窑 在遥感技术的运用中，参照煤田地质的基本信 息，并依靠解译以及对比等手段来评估煤矸石堆以 及煤堆的新鲜度，以便掌握小煤窑的相关状态，包括 关、停以及采等环节。同时，可长期对小煤窑进行监 测，了解小煤窑的开采情况，并抑制破坏环境、偷采 以及乱采等现象的发生。 ３基于煤矿区灾害评估的应用 ３．１ 用来对煤层自燃情况进行评价 对煤层自燃情况评价时，主要将自燃规律作为 评价基础，将遥感技术作为评价手段，将地理信息系 统作为评价平台，以此构建煤田火区的监测系统。可 为煤矿减灾、防灾以及环境治理提供参考。 ３．２用来对煤矿灾害进行评价 在对煤矿灾害进行评价时，应先对灾害易发区 进行合理划分，并评价煤田各区的易发程度，以便更 好地构建灾害监测系统。接着对灾害事件进行综合 研究，包括灾害预测评估以及灾害危险性评估等内 容，以此为灾害防治提供参考。 ３．３ 用来对煤矿水害进行评价 在对煤矿水害进行评价时，可对遥感图像进行 合理的解译以及分析，以便了解煤矿区域内的断裂 构造图。同时，借助构造解析技术了解导水断裂的主 要性质、规模以及走向等指标，以此掌握强径流带的 具体位置、具体流量以及具体宽度。 ４基于生态环境评价的应用 ４．１ 用来对煤矿区环境进行监测 被污染以及土地污染进行解译，并对矿区空气、土地 以及植被进行实地调查，掌握酸沉降的危害程度以 及污染范围，再借助模拟技术来构建酸沉降的具体 污染模式，以此对酸沉降的污染趋势进行预测嘲。 ４．３用来对土地复垦提供依据 在遥感技术的运用中，利用遥感图像对矿区环 境要素进行解译，包括土地利用率、地裂缝参数、地 貌类型、地面塌陷程度以及植被类型等，并参照矿区 实地调查结果来掌握土壤性质、潜水位以及气象等 要素，以此制定科学的土地复垦计划。 ５遥感技术的实践思考 ５．１煤炭勘察的实际问题 （１）对煤炭资源进行调查。从我国煤炭勘查现状 来看，我国东部一带的煤炭勘查作业正朝着老矿区 深部、巨厚覆盖区以及推覆体下部开展。但由于这些 勘查区域较为隐蔽，难以发挥遥感技术的最大作用。 与此同时，我国西部地区的地形较为险要、自然条件 不够良好以及地质研究不足。如果选择常规勘查技 术，就需消耗更多勘查成本。对此，应将西部一带作 为遥感勘查的关键。从以往遥感勘查情况来看，在勘 察中没有对伴生资源形成足够重视。总之，在今后的 遥感勘查中，应采取整装勘查的形式对煤田进行勘 探，并对煤层含有的矿产进行严格勘探，包括水泥灰 岩、铝土矿以及瓷土，使遥感勘查作业朝着综合勘探 的方向发展。 （２）对危机矿山含有的接替资源进行潜力评估。 国内煤矿城市主要形成于５０年代初期，并且大多数 矿山资源在５０年代就受到开采。从目前各大矿山的 资源储备量来看，大批矿山已出现储量枯竭的情况。 由此可见，尽早对煤矿开采作业进行转型至关重要。 对此，可借助遥感技术对国内危机矿山含有的接替 资源进行潜力评估。 （３）对环保型煤炭进行评价。在矿区环境持续恶 化的背景下，人们对煤田环境的关注不断增加。就煤 炭遥感来讲，煤炭遥感已经经过六五试验、七五试 验、八五试验、九五试验一级十五试验的实践，能够 对煤矿环境进行有效的调查一级监测。例如，遥感技 术曾在高硫煤环境评价中发挥作用，在国家不断重 ·ｌ３５· 煤矿现代化 ２０１６年第２期 总第１３１期 视环境的背景下，遥感技术可在评价环保型煤炭中 发挥作用。 （４）配合境外煤炭的科学调查。现阶段，配合全 球煤炭调查已成为煤炭开发的重点。对全球各地区 年来，国内煤层自燃现象较为严重，尤其在国内宁 成煤地质以及成煤规律进行科学调查，构建全球煤 矿信息系统，合理有序的对境外煤矿地质进行战略 侦查，以此为国内企业开发煤矿资源以及开展境外 勘查提供大量遥感资料。 ５．２遥感技术的创新 夏、新疆以及甘肃等地区最为严重。与此同时，国内 煤矿地区频繁出现崩塌、泥石流以及滑坡等灾害。因 此，合理借助遥感技术，加强对煤层自燃区、灾害区 的监测力度。 （８）加强对煤矿基地水的监测力度。近年来，大 部分煤炭基地都出现严重的缺水以及水污染等问 题。因此，合理借助遥感技术，可加强对煤矿基地水 的监测力度。 （１）将遥感技术以及ＧＩＳ技术相结合。在ＧＩＳ技 术的支持下，遥感可获得有效的分析手段以及辅助 信息，以此增强数据分类的效率。 （２）增强遥感分辨率。在高分别率的支持下，能 ６结束语 本文对遥感技术进行分析，并从应用领域以及 实践思考两方面人手。从应用领域来看，遥感技术的 应用领域包括基于煤炭资源评价的应用、基于煤矿 区灾害评估的应用、基于生态环境评价的应用，并能 够快速掌握煤田地质的基本资料，包括煤炭开发量 等，以此促进煤炭安全的开采。因此，改进遥感技术， 增强遥感分辨率，为煤炭开发提供图像支持。 （３）推行后遥感技术。就后遥感技术来讲，这是 种将遥感技术以及信息技术相融合的技术，并包 含信息应用、信息处理以及信息解译等辅助技术。对 后遥感技术而言，其融人大量的地学方法以及地学 技术，并引入专业的仿真技术以及虚拟技术，使得后 遥感技术可获取更详细的勘察信息。总之，后遥感技 术注重环境再现、信息分析以及实现过程，可应用于 煤田勘察作业中。 （４）构建全新的遥感技术创新制度。要想推动遥 感技术的发展，就应关注煤炭地质专业的建设，并将 政府作为主导、社会作为主体，构建可行的投入机 制。同时，建立遥感技术的创新基金，以此形成科学 的创新机制。 （５）建设专业的数字勘察基地。通常来讲，借助 专业的勘察手段能够增强煤田勘察的准确性以及时 效性。由此可见，建设专业的数字勘察基地，可为煤 田勘察提供技术参考。因此，合理借助遥感技术，可 加快数字勘察基地的建设步伐。 （６）加强矿权核查力度。近年来，煤矿开采作业 中频繁出现无证开采、无序开采以及越界开采等现 象，严重影响煤矿开采秩序。因此，应合理借助遥感 技术，加强对矿权核查以及开发状况的监测。 （７）加强对煤层自燃区、灾害区的监测力度。近 一获取详细的煤田地质信息。从实践思考来看，国内煤 矿开采仍需从四点进行改善，包括配合境外煤炭的 科学调查、对环保型煤炭进行评价、对煤炭资源进行 调查以及对危机矿山含有的接替资源进行潜力评 估。基于这四点，仍需对遥感技术进行改造，并合理 借助遥感技术来勘察国内煤田地质。总而言之，遥感 技术虽然在直观性、精度性以及速度均有较多优势， 但在煤田勘察中仍有较多不足。要想发挥遥感技术 的最大效果，仍应结合煤田勘察特点对遥感技术进 行更新，以此推动煤炭产业的建设。 参考文献： ［１】王聚杰，曾普胜，麻菁，代艳娟，苟瑞涛．黑色岩系及相关矿 产一以扬子地台为例ｌＪＪ＿地质与勘探，２０１５（４）． ［２】韩杰，余福承，王明．青海京根郭勒ＨＳ１７异常区成矿地质 特征及找矿远景ｌＪ】．中国矿山工程，２０１５（５）． ［３］徐东晶，施龙青，邱梅，孙祺，刘磊．基于ＢＰ神经网络的矿 井小构造预测ＩＪＪ．煤矿安全，２０１３（２）． ［４］吴佳林，翟明国，张红，贾晓亮．视剖面图温压计研究进展 评述ｌＪ１．岩石学报，２０１５（６）． ［５］贾晓亮，廉常军，陈勇，刘学勇．薄层顶板沿空留巷巷旁充 填体合理宽度研究ｆＪ１．煤矿开采，２０１５（５）． （收稿目期：２０１６—２—３） （上接第１３３页） 陛［Ｊ１．煤炭科学技术，２０１４，４２（１）：４０—４３ 作者简介： ［４】刘琦，徐义勇．２００７年煤矿事故统计分析及预防对策［Ｊ］．矿 业安全与环保，２００９，３６（２）：８２—８６． ［５］邓奇根，王燕，刘明举，魏俊杰．２００１—２０１３年全国煤矿事 故统计分析及启示Ⅲ．煤炭技术，２０１４，３３（９）：７３—７５． 周仕来（１９８４一），男，土家族，贵州思南人，讲师，硕士研究 生，主要从事采矿和安全技术工程方向的教学工作。 （收稿日期：２０１６－２—５） 【６】周心权．基于瓦斯爆炸事故剖析突发事件应急处置的重要 ·１ ３６·