淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法

馬海會

（山東省地質礦產勘查開發局八〇一水文地質工程地質大隊，山東 濟南 250014）

由于淺埋礦層容易被勘探，開采幾率較大，會形成大量的采空區，這些采空區穩定性較差，隨時會發生地表變形的現象，產生如崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。由于其引發的災害具有長期性、突發性、不確定性等他點，所以在淺埋礦層開采中，需要對其穩定性進行評價，以保證淺埋礦層的生態環境。開采區穩定性評價是一種根據穩定性水平進行開采劃分的手段，在采空區穩定性治理與防治方面有著重要的作用，對淺埋礦層進行穩定性評價能夠為后續開采工作、治理工作等提供一定的基礎，為其提供基本依據。

此次設計的穩定性及治理方法從礦層基本的地質特點出發，從三方面對淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法進行了設計。利用文獻分析法分析影響地質災害穩定性的因素，建立了淺埋礦層地質評價指標，在此基礎上，根據模糊數的方法建立了淺埋礦層地質災害穩定性分析模型，對淺埋礦層地質災害穩定性進行網了評價，通過分析結果對淺埋礦層地質災害進行了治理，以此實現了淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理。

1 淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法設計

1.1 淺埋礦層地質評價指標建立

淺埋礦層穩定性驗證主要是針對其對地表變形造成的影響程度，影響淺埋礦層穩定性因素的原因很多，既有定量化因素，又有定性化因素，這些因素之間相互制約、相互影響，并隨著不同地區、不同的環境變化而變化。對評價淺埋礦層時，本文借助文獻分析法對以及以往案例，選取地質水文條件[1]、地層結構、巖體結構、開采深厚以及其他因素等作為淺埋礦層的穩定性評價指標。其中，淺埋礦層地層結構是地層序列內的堆積形式，不同的地層結構對淺埋礦層的影響都存在一定的差異，一般情況下，基巖厚度越薄，采空區的穩定性越差。淺埋礦層的穩定性與巖體結構也有較大的關系，巖體構造變動強烈、節理較發育、密度大的淺埋礦層，其穩定性也較差。地質構造較復雜，開采后的淺埋礦層形成的地質災害較簡單地層形成的地質災害穩定性也差。根據上述了解到的評價指標為淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理提供一定的基礎。

1.2 實現淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理

在淺埋礦層地質評價指標建立的基礎上，利用模糊數學方法對淺埋礦層地質災害穩定性進行分析，該方法安全系數[2]較高，使用范圍廣，并且能夠直接求出臨界滑動面的位置，使用該方法不斷對影響礦層地質災害的指標進行迭代，反復迭代后計算出淺埋礦層達到極限平衡時的安全系數，計算公式為：

公式（1）中，Ce代表強度折減因子，代表淺埋礦層受到影響后的摩擦角，i代表代入的影響礦層地質災害的指標，此次計算不做定量分析。

在上述計算完成后，以礦山開采后的淺埋礦層的拉伸強度作為判斷依據，以此判斷淺埋礦層地質災害穩定性，計算公式為：

通過上述計算實現對淺埋礦層地質災害穩定性評價，根據淺埋礦層地質災害穩定性評價結果，選擇相應的治理措施進行治理，以提高治理的能力。

2 實驗論證分析

上述實驗只是從理論上證明了此次設計的有效性，為了證明此次設計的方法具有一定的實際應用意義，設置實驗環境，實驗設備WieHDFU49，對淺埋礦層進行模擬，將本文設計的方法投入到實驗環境中，并為了保證實驗的嚴謹性，將傳統的方法與本文設計的方法進行對比，主要對比兩種方法的精準度，實驗對比結果如下所示：

圖1 實驗對比圖

分析圖1可知，傳統方法在對淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理時精準度較低，因為該方法不能對評價指標有效分析，存在一定的外在影響因素，從而導致治理能力低，而本文設計的方法精準度較高，其能夠有效選擇淺埋礦層地質評價指標，有效對地質災害穩定性進行評價，并采取相應的治理措施進行治理，通過上述實驗基本能夠證明此次設計的方法的有效性。

3 結語

礦產行業在我國占有重要的位置，為了保證其穩定發展，本文針對傳統的淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法精準度低的情況，對淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法進行了設計，在建立淺埋礦層地質評價指標的基礎上，利用模糊數學方法對淺埋礦層地質災害穩定性進行分析，并根據分析結果選擇相應的治理措施進行治理。為了保證此次設計的方法的有效性，進行了實驗論證，實驗對比結果表明，此次設計的淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方法比傳統方法精準度高，具有一定的實際應用意義。希望通過本次研究能夠為淺埋礦層地質災害穩定性評價及治理方面提供一定的幫助，推動礦山行業的發展，促進我國的經濟發展。