復雜地形區礦山地質災害的類型及危險性評價研究

魏建華

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

礦山地質災害也可稱作礦井地質災害，災害發生原因多是由于礦床在開采挖掘過程中，嚴重破壞了礦井以礦山巖體，導致礦山地質發生形變，在受到水文影響、自然環境等因素的影響下，發生的災害。在礦山地質災害中，不僅會破壞原有的礦井結構、也會損毀重要的采礦設備，最為嚴重的是會帶來人員的傷亡，因此礦山地質災害是十分嚴重的災害形式，應受到人們的重視[1]。礦山一般包含了煤礦、金屬礦等多種礦產，礦山在開采前需根據其規模、產量等多種因素進行分析，以求降低開采成本，提高開采效率，使礦山發揮最大的潛能，在此過程中需要做到科學開采，不能以利益為第一考量，應以可持續發展理念為基礎確保安全持續開采[2]。

1 礦山地質災害的類型

礦山地質災害一般分為地面災害和井下災害兩種，地面災害是我們較常見到的，如泥石流、滑坡、崩塌等；井下災害多為礦震、冒頂等[3]。一般情況下煤礦的災害發生概率較大，傷害也較為嚴重，而對于金屬礦，當發生災害時，由于其礦產資源帶有放射性，還有可能伴隨著放射性傷害，礦山地質災害實景如圖1所示。

圖1 礦山地質災害實景圖

下面對常見的幾種礦山地質災害進行分析。

1.1 滑坡

滑坡是指復雜地形去礦山巖塊及土體，因降水、河流沖刷等自然因素的影響，受重力作用沿著某一斜面整體或分散的下滑，這是一種災害發生的前提是山體斜坡面有足夠的滑動空間，這種山體構造一般山勢陡峭，土壤松散，極易發生滑坡災害。

1.2 崩塌

崩塌一般也被稱為塌方，是指在陡峭坡體上的山石，在自然環境的影響下，受重力作用與山體脫離、自然滾落的現象。在崩塌災害發生之前，多會出現不同情況的預兆，首先，坡體會出現裂縫；其次，坡體在不同部位出現小范圍、小程度的崩塌現象，滾落小體積的巖體或土塊；最后，山體會在發生崩塌災害前發出巖體碎裂的聲音。

1.3 泥石流

泥石流多發生于山區以及地形復雜嚴峻處，泥石流災害發生的誘因多是自然災害，如暴雨、暴雪等。在泥石流中夾帶了大量的泥沙及山體巖塊，另外，由于泥石流速度較快且流量大，因此具有較大的破壞性。泥石流不僅會損毀房屋，還會對道路等公共設施造成損害。

1.4 地面塌陷

地面坍塌是指山體上覆巖層受到損害，巖體出現下沉的現象，由此形成塌坑。地面塌陷災害造成的塌坑大小不定，且在塌坑周圍多存在裂縫，容易出現二次危險事故的發生，且塌坑具有規則性，在塌坑附近也可能出現不規則的鼓起。地面塌陷在礦山地質災害中葉較為常見，在我國東北部地區具有較多礦產資源，由于前期的開采不當，也常發生地面塌陷的災害事故，塌陷發生較快，且面積一般較大，極容易給人們是生命安全帶來傷害。截至目前，我國約有23各省份均發生過地面塌陷災害，多達1400例之多，產生了超過40000個塌坑。

2 復雜地形區礦山地質災害危險性評價

2.1 確定礦山地質災害危險性評估范圍

要想實現礦山地質災害危險性評估，需確定評估范圍，首先搜集礦山基本信息，包括礦山地理位置、開采現狀、開采方式、采空區范圍等所有信息，同時需要了解礦山巖層性質以及地質基本構造，只有做到基礎數據搜集詳細，才能做到礦山危險性準確評估。如果礦山地質基礎構造簡單，且地質巖層強度較大，則地質環境破壞的可能性較小，發生地質災害的可能性也就越低。

其次，充分比對分析搜集到的礦山資料，判斷礦山地質的復雜程度，根據這些可以基本判斷出礦山地質災害的范圍及災害等級，當評價后發現礦山的災害危險范圍僅局限于礦山用地周邊區域，則可以根據礦山用地范圍等信息，判斷礦山地質災害的危險性，做出準確評估。

2.2 礦山地質災害危險性評估

經過上述分析，確定了礦山地質災害危險性評估范圍，下面對其危險性進行準確評估。判斷復雜地形區礦山地質災害發育狀態及危險程度，準確采集礦山地質基礎信息及活動相關參數。

首先是分析了從危險區域到危險發生的時間、范圍、嚴重程度和頻率的概率，根據損害程度對不同損失進行了推算，并利用SIUD分析方法進行了地質危險性地雷風險評估。對塌陷和泥石流進行定性分析，利用力學原理計算了當滑坡面變平或變簡時的穩定系數。其公式如下：

公式（1）中，K表示礦山斜坡穩定系數，β表示礦山地質斜坡坡腳，K≥1若，表示礦山斜坡較為穩定，K值越高，表示斜坡穩定性越好；若K≤1，表示礦山斜坡穩定性較差，容易出現失穩問題。分析礦山泥石流發生概率，根據礦山地形區基礎信息，如地貌、地質信息等臨界值，判斷該是否發生泥石流：

公式（2）中，Gx表示泥石流發生的評價因子，v2表示復雜地形區礦山地貌信息，ji表示發生泥石流的臨界值，由此得出礦山發生泥石流的風險性，并利用平衡方程確定礦山地質災害發生的危險性：

公式（3）中，F表示復雜地形區礦山地質條件，i表示判斷因子，q代表復雜地形區礦山的歷史情況，由此實現復雜地形區礦山地質災害危險性評估。

3 復雜地形區礦山地質災害防治

本文分析了礦山地質災害的類型及礦山地質災害危險性評估方法，礦山地質災害發生時十分快，人們還沒來得及在第一時間做出應急反應就已經發生了危險，因此復雜地形去礦山地質災害不僅要了解其分類和危險評估方法，還需要在平時多加注意，進行必要的防治。下面對復雜地形區礦山地質災害防治方法提出幾點建議：

第一，對礦山地質情況做出實時評估，評估礦山環境情況及風險性，更有利于人們的預防。在礦山開采前、開采后以及開采狀態都應準確記錄、實時評估。在科學完善的政策體系化進行開采行為。第二，注意相關宣傳，通過礦山地質災害危險宣傳及防治方法宣傳，讓相關工作人員充分認識到礦山地質災害的危險性，提高安全意識，在作業中帶有危機感和警覺性，讓人們自覺規范作業行為，做到全員防治地質災害。在宣傳中還需要普及地質災害發生時防險、除險、避險的方法，當地質災害發生時不僅可以自救也可以救助他人。第三，引進先進的勘察技術，當前社會飛速發展，科學技術不斷更新，礦山地質勘察技術也應做到與時俱進，通過物理勘察、化學勘察、信息化勘察都手段對復雜地形區地質災害進行監測，以跟蹤監測的方式掌握礦山實時信息，做到嚴密監測，提早預防。第四，對礦坑進行優化設計，加強礦坑穩定性，降低礦產挖掘過程中的開裂可能性，降低礦山坍塌、滑坡等災害的發生概率。第五，是在礦山救護方面需加強建設。由于礦區自然條件艱苦、工作環境惡劣，同時，人們對礦難客觀規律認識不全面，時有疏忽、違章作業、違章指揮、違反勞動紀律等原因，是災害發生的原因之一。為迅速有效地應對煤礦突發事件，保障井下曠工的生命安全，同時，減少國家資源和財產損失，必須按照《煤礦安全規程》和《煤礦救援規程》的規定開展救援工作。與此同時，也需要對員工進行安全教育，使他們在發生事故時能夠主動自救，互相幫助。但是，礦區地質災害是不可避免的，加強采礦救援服務，以減少遇難者人數實在必行。第六，采用科學的礦山資源開采方法，降低開采危險性的同時，也降低礦山地質災害的發生概率。隨著實時礦山測量、GPS實時導航與遙控、GIS管理與輔助決策和3DGM的應用，國際上一些大型露天礦山（包括我國的平朔、霍林河礦區）已可在辦公室生成礦床模型、礦山采掘計劃，并與采場設備相聯系，形成動態管理與遙控指揮系統。

4 結語

礦產資源開采是一項危險性極高的作業，不僅在礦產開采過程中存在風險，在后期也會對礦山帶來一定危險，礦山地質區域極易發生災害事故，為了降低礦山地質災害的危險性，提出復雜地形區礦山地質災害類型分析及危險性評估。文章分析了幾種常見的地質災害類型，并解讀了危險性評估方法。雖然本文在理論上取得了一定結果，但未進行實驗驗證，這是本文的不足之處，這一問題將在未來研究中進行有針對性的分析。