礦山水工環地質災害風險評估方法研究

郝小棟

（山西省地質調查院，山西 太原 030006）

礦山水工環中包括了水文地質、工程地質及環境地質，水文地質及工程地質存在著問題的時候，會帶來嚴重的地質災害問題，引起安全事故。在當前礦山施工中需要結合水工環地質災害進行風險評估，借助有效的方法來評估其中的風險情況，可為礦山水工環地質災害風險預防提供相應的參考依據。

因此，應對礦山水工環地質災害風險評估方法進行分析，采取恰當的措施來獲取相關的信息，為災害風險預防及治理帶來保障，進而為礦山施工的安全進行提供支持[1]。

1 水工環地質災害概述

水工環地質災害涉及范圍比較大，引起水工地質災害的原因比較多，比如，工作人員在工作中技術操作錯誤，開展礦山開采施工前，沒有對場地的各項因素及條件進行全面檢測，僅僅盲目地開展工作，無法保證施工的安全性。在實際施工中人員自身的專業能力不足，對施工現場范圍內的地質造成了破會啊，會使場地中的土地變得松軟，導致結構被破壞，導致水工環地質災害問題產生，對工程的質量及進度產生了一定的影響，還會給周圍的群眾帶來影響[2]。管理人員應使提升施工人員的素質能力，并且全面開展礦山水工環地質災害風險評估工作，避免在實際作業中帶來安全問題。

2 礦山水工環地質災害危險程度

礦山水工環地質災害危險程度中包括了三種，分別為大、中、小，在評估礦山水工環地質災害危險性的時候，可結合不同的評估因素各項參數來明確地質災害的危險程度，根據獲得數據與標準之間進行比較，使評估結果更加準確。經過對不同等級的危險性礦山水工環地質災害的分析可為預防及治理工作提供參考依據，低危險等級的地質災害所帶來的影響比較小，中等危險的地質災害可進行輕度的工程施工，而在施工過程中應盡量減小由于施工造成的地質災害影響。高等危險地質災害不適合開展任何施工活動，還需借助有效的防護措施機械能保護，避免地質災害加劇帶來更加嚴重的問題。

3 影響水工環地質災害危險性評估的主要因素

3.1 地形地貌

進行水工環地質災害風險評估的時候，地形地貌對工作進度及質量產生了一定的影響，當工作人員在開展勘探工作的時候不考慮地形地貌帶來的影響，水工環地質災害風險預警評估會受到較大的影響。

地質勘探工作人員在進行水工環地質災害風險預警評估的時候，需要對場地的地形地貌進行全面勘探，對具有特殊性、危險性的地點進行全面的勘探及檢測。比如，在進行山體隧道勘探工作的時候，山體中存在著斜坡，勘探人員應將標記明確，并且將其加入到水工環地質災害風險預警評估表，防止水工環地質災害問題產生。在開展勘探工作的時候，勘探工作人員應對場地中的地形地貌全面了解，使水工環地質災害風險預警評估的準確性得到保障，進一步提高勘探工作的質量。

3.2 地質災害發展

水工環地質災害風險預警評估的質量對勘探工作有著直接的影響，在開展地質勘探工作的時候，多數勘探工作人員僅僅對地質災害發生面積較大的情況有所重視，對于一些影響程度小的災害問題，缺少對其詳細分析，部分人員對其判斷存在著錯誤，影響了風險評價的準確性[3]。比如，在開展勘探工作的時候，人員發現了土質比較松軟的時候，判斷不會存在災害可能性，但是實際上可能會引起塌陷等問題。在缺少全面的分析的情況下，無法保證地質災害風險評估的可靠性，也會對礦山作業的進行帶來影響，產生較大的問題。

4 礦山水工環地質災害風險評估方法

4.1 選擇礦山水工環地質災害風險評價因子

可結合礦山水工環地質災害的機理及特點，選擇與水工環地質災害之間有著一定聯系的因素來進行分析，比如地下水的水位及水量等，為礦山水工環地質災害判斷提供參考依據。地下水在地質分析中有著重要的參考價值，當在礦山開采環境下的時候，地質結構會受到一定的影響，比如應力平衡情況下采礦區域受力產生了不均勻的特點，這使巖體受到影響，產生裂隙，并且使地下水從中流出。淺層地下水系統有著修復性，在含水層受到了影響之后，該系統可使水資源排出的方式達到平衡的要求，帶來泥石流等地質災害問題，可根據地下水水量產生的變化情況來分析水工環地質災害問題。含水層是淺層地下水資源聚集的區域，當在開采過程中對隔水層產生了影響的時候，會使含水層出現變化，其中的水資源可在縫隙中噴出。同時，在開采作業完成后，會出現采空區，這種情況下會使含水層中水壓受到影響，當超出了一定范圍，這使水資源大量噴涌，造成地質災害問題。可將地下水水位、水量以及水壓作為礦山水工環地質災害風險評估的因子。

4.2 建立礦山水工環地質災害風險評估矩陣

由于原始數據測量尺度存在著差異，難以確定各評價因子如何引起礦上水工環地質災害問題，為了使三因子信息綜合，保證評估結果的合理性，可選擇信息量法來進行評價因子的數據轉化，建立評估矩陣，使礦山水工環地質災害風險評估得到有效的支持。

結合礦山水工環地質災害存在的區域，獲取其中的各項信息，對影響了地質情況的因素全面分析，并且將其數據轉化，獲得相應的信息量，之后結合其大小來得到地質災害評級因子及地質災害產生的關聯程度結果，根據該結果來進一步福恩熙。應對評價變量的性質進行明確，將評價因子作為其中的數據展開分析，其中應保證數據測量尺度之間的統一性。

其中C表示評價因子特征向量，A表示評價因子，在水工環地質災害風險評估中應使決策分析定量化，建立模糊分析矩陣，根據模糊分析標度原則，利用1-9比率標度來對比分析指標，建立礦山水工環地質災害風險評估矩陣。

4.3 建立礦山水工環地質災害風險評語集

在建立評估矩陣后，應建立評價語集。對矩陣進行求解，輸出與矩陣解相近的評價語。在評價語集中應結合評價規則來對水工環災害給出總結的評價結果，結合評價因子權值來建立礦山水工環地質災害風險評語集。

其中v2表示了水工環地質災害較高風險等級，vn表示的是水工環地質災害風險最低的等級，在求解的時候使用粒子群方法，在應用中有著較多的優勢，可對礦山水工環地質災害風險評估矩陣求解起到有效的作用，在運用該方式求解后，可自動選取與矩陣值相近的評語，實現對礦山水工環地質災害風險評估的目標。

5 預防水工環地質災害問題的有效措施

5.1 開展水文地質環境的勘探工作

水文地質環境勘探的進行對水工環地質災害風險評估有著直接的影響，地質勘探工作人員在開展工作前應制定好勘探方案，明確人員的分配要求，對各項工作任務合理安排。地質勘探人員在開展水文地質勘探的時候，應結合水文地質勘探獲得數據來評估地質災害發生情況[4]。比如，在礦山施工前，地質勘探人員需要對現場的地質情況全面了解，并且進行地質災害風險評估工作，統計可能出現的地質災害類型及面積等，使礦山工程的施工獲得有效的支持。

5.2 落實工程地質環境的勘探工作

在施工中要求地質勘探技術人員結合礦山的情況及周邊的地質情況開展調查工作，在其中勘探人員需要對勘探場地進行明確劃分，還需嚴格地勘探各個劃分區域。地質勘探人員應結合施工 方案來對勘探場地中的情況開展全面管理及檢查工作，結合管理及檢查結果來統計相關的數據，制作成水工環地質災害風險評估表，在完成了水工環地質災害風險評估表之后應進行二次檢查，保證內容及數據無誤，再將其交給負責人。在礦山施工要求地質勘探人員了解工程的現場位置，獲取各項資料信息，對其進行分析。還需到實際現場中開展勘探工作，將獲取的數據完整記錄。通過對礦山地質勘探工作的落實，可使自然地質災害發生的可能性降低，并且使水工環地質災害風險評估得到保障，使礦山施工的進行得到支持，同時為施工的安全性帶來保障，避免災害的產生造成安全問題。

5.3 明確自然地質環境勘探工作

在工程施工前，地質勘探人員需要對場地的地質情況及周圍的情況進行明確，保障調查的全面性，工作人員在完成了勘探工作之后，應結合獲取的數據來進行地質災害發生概率的分析統計，將統計后的數據制作成報表，再將報表交給相關負責人，由其來進行決策，使礦山施工的進行得到有效保障，為后期工作的開展提供了良好的條件[5]。比如，在進行礦山開采施工的時候，開采隊伍應首先對礦山內部的土質情況、礦物埋藏地點、面積等有所了解。地質勘探人員提供的數據在其中發揮了重要的作用，可避免在開采過程中存在失誤而造成自然環境及礦山內部受到嚴重影響的問題，還可降低自然災害產生的概率。

因此，應將自然地質勘探工作落實，使勘探能夠規范進行，為礦山施工的進行建立一定的基礎，進而提升施工的整體水平。

6 對礦山不同類型水工環地質災害的防治要求

在水環境地質災害方面，可結合綜合治理要求及預防要求開展工作，使廢棄地生態恢復，合理對礦區的廢棄土地資源進行利用，使用植樹造林技術改良礦區的土地。可通過開展水文地質環境監測管理來維持地下水平衡，使環境地質調查工作順利實施。為了實現地質保護及治理，應在開展工作前對礦山地質勘查工作全面實施，明確礦區的地質情況，在發生了變化的時候，應對地殼穩定性及地形條件方面的災害進行有效的防治。第一，對于地震災害，其中包括了直接災害與間接災害，從震中動物異常行為可預測震中即將來臨的信息，震前微信號可借助專業設備獲得，在地震預報中采用磁場探測、重力探測等方式，工作范圍比較大，難度高。防震部門應做好地震預測工作，具備探測意識，開展地質防治的管理，準確地發現震前的預警信號，實現對礦山財產安全的保護，為人員的安全帶來保障，避免安全問題的產生。第二，對于山體崩塌及滑坡災害，這些情況發生會對交通產生較大的影響，降低了救援的效率，同時使死亡率提高。需要開展災害防治工作，做好監督管理，對采礦使秩序全面規范。在施工完成之后，應進行復墾及綠化恢復工作，通常在一些地質災害隱患區域內，需要設置警示標志，使礦工在施工中注意周圍的情況，并且同步進行勘探。還需對山體崩塌及滑坡等災害進行預警監測，建立完善的預警監測體系，以保障礦山施工的安全性。第三，對于地面塌陷災害，其成因具有復雜性，結合其成因可將其劃分成自然崩塌及人為塌陷兩種，結合地質條件來將其分成巖溶塌陷和地面塌陷。砂土屬于其中的主要類型，底面沒有粘性，集中在了地下水及巖溶管道等區域內，地面塌陷有著連續性特點。當發生了地面沉降之后，會對建筑產生影響。需要全面開展防治工作，使其發揮出有效的作用。對于建筑開裂及地面變形等塌陷前兆，應針對性地進行建筑裂縫填堵，阻隔地面涌水。在災害發生之后，需要對金礦開采合理安排，疏通河道，還需加強防洪設施的建設，建立沉降監測系統，開展通洞室回填以及河道防滲治理工作，以加強預防的效果。第四，對于地裂縫災害，應對防治要點進行明確，避開地裂縫，可采取可行的措施來開展檢查工作，準確地對地裂縫及建筑之間的安全距離進行測量。對引起建筑損壞的地面裂縫，可將建筑物構件拆除，開展特殊地基處理。對于微裂縫災害，應做好居民聚集區域及流域的規劃，開展巡查工作。在發現了凹痕的時候，應進行及時處理，避免漏水問題產生。對已經存在的地裂縫，可進行填土加固處理，還需做好防水工作，可避免地裂縫問題的產生。

7 結語

礦山水工環地質情況復雜，在施工中可能會產生地質災害問題，帶來了安全威脅，為了進一步預防地質災害，需要全面落實風險評估工作。可結合地形地貌以及地質災害發展特點來選擇礦山水工環地質災害風險評價因子，建立礦山水工環地質災害風險評估矩陣，保證評估的準確性。還應開展水文地質環境的勘探工作，落實工程地質環境的勘探工作，明確自然地質環境勘探工作，保證施工的安全。