遥感(RS)近年来已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段。中国与荷兰合作项目“中国北方煤田自燃环境监测”应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自燃灾害分布、区划、等级及危害程度,提出了煤田火区遥感技术探测方法和工作程序,建立了中国北方煤田火区计算信息系统,并将图像处理技术和地理信息系统技术有机地结合起来,为各级政府对煤火的防治决策、灭火工程设计施工、监测提供了现代方法和手段。“矿产资源开发遥感动态监测”项目利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致的研究,取得了成功,使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代。
地理信息系统(GIS)在矿业界出现了应用推广与理论研究并重的局面。应用研究涉及矿山地测信息系统、矿山安全、工况监测及生产调度指挥系统等专业信息系统的开发研制。基于GIS的矿区资源评价、开采沉陷环境影响评价、土地复垦规划、煤岩煤质资料分析、矿井地质构造及煤矿底板突水预测、煤矿通风网络表达、矿体实体模型建立等方面,已有一些专业性的矿山地理信息系统投入应用,带动了矿山地测信息数字化管理、矿图自动维护与网络共享、矿山开采损害可视化评估等技术的发展。
地下固体、气体、液体资源的开采,导致岩层及地表移动变形,由此引起一系列的生态环境灾害。多年来,我国矿山测量工作者以测绘及其相关学科的理论为指导,以规律研究为基础,以控制地面沉陷和保护建(构)筑物为目标,形成了不同矿山地质条件及开采方法的开采沉陷与防护理论及方法体系,处于国际先进水平。目前,以信息论、系统论、人工神经网络、突变论等非线性科学为基础,结合非线性动态力学,建立矿山开采沉陷的非线性预测理论已成为该领域研究的主流。我国学者针对采动岩体移动破坏特性,建立了将覆岩、采场围岩、表土层作为统一力学体系的动态力学模型,将矿山开采对岩体破坏视作一个力学的演变过程,据此建立了相应的理论体系和在三维条件下进行数值计算的方法,并获得了三项有自主知识产权的新发明。
矿山测量与矿产经济
综合运用现代测绘技术及多学科知识解决资源开发技术与管理难题也是矿山测量学科发展的重要方向。我国矿山测量科技工作者创造性地将资源条件评价预测、技术经济分析、开发开采决策连成一体,使矿山开采由经验决策向符合市场经济要求的科学定量的发展推进,产生了重大的社会经济效益。基于资源价值理论及现行资源补偿费征收标准,通过理论分析和计算机模拟,给出了“三下”(水下、建筑物下、道路桥梁下)开采资源补偿费减征的理论依据,提出了“三下”开采资源回收难度综合评价模型、补偿费征收模型、合理采出率等有关参数的确定模型,研究了“三下”边界及压煤量、采出率快速准确确定方法,设计开发了“三下”开采评价与资源补偿费征收程序系统,为搞好“三下”开采及补偿费征收提供了理论与方法指导。基于现行放顶煤开采采出量及采出率确定方法,推导出了这种工艺采出量及采出率计算值的误差估计模型,为放顶煤开采采出量及采出率的测算标准制定提供了依据及途径。
十多年来,我国矿山测量科技工作者将测绘与矿山生态学、土地经济学、环境科学、土壤学有机给合,开拓出了矿区土地复垦和生态环境重建方向,使土地复垦正由过去单一的土地整治向生态重建过渡,改变了过去只重工程复垦而轻视环境效应的现象。