關于礦山地質災害危險性的評估方法研究

楊輝鴻，肖立權

（湖南省地質礦產勘查開發局四一六隊，湖南 株洲 412000）

對礦山區域地質災害實施評估時，應選擇適宜的方法，只有這樣才能對災害及其危險性進行準確評估。選擇具體的評估方法過程中，應根據礦山所在地區實際情況為依據，結合自然環境來進行，包括區域現有資料、地形地質、開采狀況、礦體的實際分布、過去發生的災害，掌握以上各項情況是保證評估準確性與真實性的重要基礎。

1 評估方法

目前，可在礦山項目中使用的地質災害及其危險性評估中使用的方法主要包含下列幾種。

1.1 專家評估法

即由在礦區所在地區工作很長一段時間，而且對地質災害情況和發展都較為了解的相關專業，以自身工作經驗為依據，對目標礦區地質災害是否會發生實施直接評估。該評估方法的主要優勢在于專家能根據現場各項因素，結合自己對地質地形的掌握，做全面考慮和分析，同時結合自己掌握的經驗，較快速且準確的完成災害評估。然而，該方法對現場調查往往有著很高的要求，使現場工作量極大，同時會受到一定人為因素限制，最終的評估結果直接受專家自身水平的影響[1]。

1.2 參數合成法

該方法以專家自身經驗為依據，對會引起災害的各類因素實施分析，再對分析后產生的結果根據公式實施加權平均，將加權后得到的平均值直接作為評估的結果。該方法最大的特點在于定量評價，利用計算機軟件與標準公式來計算，有著很高的工作效率。然而，因礦區地理條件往往十分復雜，對礦區地質災害可能造成影響的因素有很多，所以單純采用這一種方法難以客觀的對地質災害進行準確評估。

1.3 模糊綜合評估

該方法就是根據模糊關系具有的特征，對通過調查獲得的不同指標進行分析，以此對地質災害實際情況進行綜合評估。該方法因考慮的因素和數據有很多，所以具有良好可比性及分辨性。然而，在實際的評估過程中難免存在一些指標不能定量與定性，導致評估后產生的結果有很大誤差[2]。

1.4 數據統計及人工智能

該方法為統計學原理為基礎，借助灰色聚類、人工神經網絡及向量機等，對礦區所在范圍內的各類地質災害實施調查與完全統計，然后結合其發育規律進行數據建模，再以模型為依據開展預測評估。該方法不僅科學合理，而且結果真實、準確，也有很高定量水平，唯獨操作過程較為復雜。基于此，該方法現階段主要使用在前期資料收集順利，掌握了大量基礎數據的情況，可以通過評估獲得和礦山實際情況相符的各類數據結果，進而為后續的災害防治工作提供可靠參考依據[3]。

2 案例分析

2.1 礦區基本情況

某礦區地處某縣城境內，氣候類型為大陸高原氣候，有較大的晝夜溫差，且風大、雨少。從當地氣象資料可知，礦區范圍內年均氣溫-1.5℃，極端低溫-35.8℃，最高氣溫25.6℃，全年冰霜期較長，冬季遠長于夏季，可以達到202d～280d，而夏季在85d左右。另外，該礦區大風天數較多，年均大風天數在70d左右，以西北風居多，平均風速為45m/s，每年有97d左右產生八級及以上大風。礦區范圍內降水量較少，年均不超過350mm，且以每年的3月～5月居多，而年蒸發量能達到1600mm左右。

2.2 水工環地質災害評估

（1）自然景觀破壞

該礦區是遺留礦區，開采結束至今已有一段時間，已經沒有責任主體。礦區開采主要采用露天開采的方法，導致自然景觀遭到嚴重破壞，對自然環境及區域的生態文明均造成很大的影響。

（2）土地資源破壞

礦區開采難免產生礦渣，而且這些礦渣大多直接堆放于礦區的周圍，對礦區范圍內的土地資源造成影響；另外，對礦渣進行運輸時，所用車輛及工具也會破壞附近土地資源。礦區開采完成后沒有對破壞的土地環境進行恢復，導致形成大片荒山，有發生滑坡等地質災害的可能。

（3）地質災害及其隱患

礦區采動可能引起巖體崩塌，在巖體中部存在危巖，其長度為70m，形成走向為40°的邊坡，這一危巖體是典型的三疊系灰巖，已不具完整性，且裂隙極發育，寬度在1cm～2cm范圍內。目前已可見巖體崩落，坡腳處堆有大量石塊，形成崩塌災害的隱患點。

崩塌災害產生原因包括：其一，人為因素，即采動開挖使巖體穩定性改變，導致變形失穩；其二，巖體風化，凍融時間較長。

根據崩塌體的主要特征與荷載實際情況，確定下列三種工況對崩塌體整體穩定性進行計算評價：

工況一：天然狀態；

工況二：持續強降雨；

工況三：地震狀態。

巖體穩定性系數采用以下公式計算得出：

式（1）中，V表示裂隙水壓力，單位：kN/m；hw表示裂隙充水高度，單位：m；Q表示地震力，單位：kN/m；K表示穩定性系數；θ表示滑動面傾角，單位：°；c表示粘聚力，單位：kPa；Ψ表示內摩擦角，單位：°；l表示滑動面長，單位：m；w表示巖體自重，單位：kN/m[4]。

計算參數如表1所示。

表1 計算參數

崩塌體發生的變形以滑移為主，經計算，其穩定性系數如表2所示。

表2 各工況穩定性系數計算結果

3 結語

綜上所述，礦區地質環境復雜，容易發生不同類型的地質災害，為了掌握地質災害可能造成的危害，應根據礦區實際情況采取有效措施對災害及其危險性進行綜合評估，以此為后續災害防治工作奠定良好基礎。