云南蘆子園鉛鋅礦區地質災害危險性預測及防治對策研究

嚴 優

（成都理工大學，四川 成都 610059）

1 云南蘆子園鉛鋅礦區地質災害危險性預測

1.1 鉛鋅礦區地質災害危險性預測體系

地質災害危險性預測是一個綜合評價指標的選擇過程。預測模型作出的評價都是在一定元素集的基礎上進行的，這就是所謂的指標體系。指標數量應適當，指標過多容易產生重復指標，對預測結果的準確性存在影響，相反，指標太少又不具備代表性和說服性[1]。因此，指標的選擇和指標體系的建立關系著礦山地質災害危險性預測的可靠性。因此，各指標的選擇應與評價對象具有一定關系。科學、正確地利用這些關聯信息，對各種指標進行分析和選擇。礦山地質災害的形成受多種因素的影響制約，包括地理地質的影響及人類活動帶來的影響等，涉及多種因素，涵蓋范圍廣，但各種原因在不一樣的條件下對鉛鋅礦區地質災害的影響也不一樣。因此，在地質災害危險性預測中，考慮所有因素不是明智之舉，需要根據研究區域的特點適當選擇評價指標。指標選擇應遵循以下原則[2]。

（1）科學原理。評價指標體系應反映礦山地質災害的各個方面，且要具備理論證實。首先評價指標預測的構成必須是有層次、有目標的，目標要明確，層次要清晰，系統要成體系。其次，就是指標要素的規范，其要確保獨立性和唯一性，不可被輕易取代。最后在評價預測的選擇上要根據學科或研究領域內專家所給予的意見多次修改。除此之外，預測模型務必要有科學性和準確性，用來確保鉛鋅礦區地質災害危險性預測結果的客觀性和真實性。

（2）可操控且有用處。建立具體指標體系的目的是推進鉛鋅礦區地質災害危險性預測，因此關鍵考慮的問題就是體系的可操作性和實用性。第一步要選擇評價指標因子，因子要方便取得和計數。第二步，指標因子的選擇要與鉛鋅礦區地質災害的形成原因及發展動態有一定關聯。

（3）要樹立原則。選擇影響礦山地質災害發展的主導因素，充分考慮各因素之間的關系。研究鉛鋅礦區地質災害和各類因素造成的受災程度，考慮它們之間存在的關聯。

（4）主導地位的原則。礦山地質災害環境較多，但各地質災害環境對風險的貢獻率各不相同，因此應選擇具有代表性的評價指標因子。通過數據收集、整理和篩選，了解主要因素對鉛鋅礦區地質災害危險性的控制效果，篩選合適的因子，提高體系有效性和準確性。

按照以上原則，結合鉛鋅礦區地質災害分布規律特征，建立云南省蘆子園鉛鋅礦區地質災害評價指標結構體系，如圖1所示。

圖1 云南蘆子園鉛鋅礦區地質災害危險性預測指標體系圖

根據上圖所展示的過程，可知坡度指標也是很關鍵的一種控制因素。可將地面坡度直屬看看作地表上具體某一個點的角度。S為存在坡度的夾角，為計算出高度最大的變化比，其計算公式如下式1：

式中，p、q均為四個方向的高程變化率，s是坡度值。ArcGIS軟件可很好地提取地質因子，在3X3的窗口之中，它會對等待處理的圖像進行表面局部模擬。

1.2 鉛鋅礦區地質災害危險性評價

在進行鉛鋅礦區地質災害危險性預測過程中，最重要的工作就是單元評價。提取指標的難度會因為劃分方式的不同而產生不一樣的結果，會嚴重干擾最終結果的合理性。目前有坡度單元、行政區劃單元、地形單元和規則網格法。在這些方法中，邊坡單元以單個邊坡為評價單元，但劃分過程復雜且容易產生誤差。行政區劃相對穩定，但與條件下的區域背景毫不相關；地貌單元的劃分與區域地形有關，但由于觀點不同，地貌單元的劃分往往是不同的，將研究區域劃分為規則單元網格，其結構具有易于實現、算法簡單、方便修改、擴展輕松的特點，并且結果也較為直白。

因此，本文采用正則網格法劃分評價單元。在實際工作中，這也是非常重要的確定正則網格單元的大小的方式，如果太大不能保證精度，如果太小會增加計算量，毫無意義。在ArcGIS的LAM中使用量化單元格進行分類，然后根據ArcGIS軟件的統計分析功能找到邊界點，并結合實地調查情況進行調整。最后得到礦山地質災害風險分類表，如表1所示。

表1 信息量法計算礦山地質災害危險性等級分類表

影響礦山地質災害的因素很多。根據云南蘆子園鉛鋅礦區域背景和礦山地質災害現狀，建立合理的評價指標體系。對已建立的礦山地質災害危險性預測指標體系進行調整，得到加權平均法評價指標體系。云南蘆子園鉛鋅礦區控制因素的地質災害指標分別為誘發因素、歷史災害和控制因素。誘發因素和控制因素又可分為多個小層面，比如鉛鋅礦密度、邊坡斷層、地層巖性、降水量、采礦工程等。

2 云南蘆子園鉛鋅礦區地質災害危險性防治對策研究

鉛鋅礦區崩塌、山體滑坡、泥石流等地質災害主要發生在堆放廢棄物的石場、坑道和礦用公路高邊坡段。石籠擋土墻建在矸石場腳下、平硐口、礦山公路高邊坡段；鑒于一些廢渣場的擴建太長，還需在里面建一個等級石籠擋土墻(約30m)。石籠網石籠材料選擇熱浸鍍鋅低碳鋼絲，用機器織扭曲的六角網，過程是第一個熱鍍鋁鋅涂塑編織后，模型LW90×90(±5mm)，網格是90 mm×90mm(±3mm)，網孔直徑φ2.6mm，邊緣直徑φ3.2mm，網狀限制偏差：±5%。為防止塌方、滑坡、泥石流等地質災害的發生，在廢石場、坑道和礦山公路高邊坡段周圍修建切溝，以減少地表徑流對不穩定結構物的侵蝕。

完善鉛鋅礦污水系統，將污水導入廢水池重復利用；及時處理工業及生活垃圾和廢水污水，防止二次污染；清理排水溝，保持暢通防止泄漏；定期進行水質監測和水樣測試。坑內最少有20m的回填，確保穩定性；修筑至少1m厚的砂漿墻，堵塞坑道，設置排水孔，利于排泄廢水；設置標志，警示無關人員靠近。加大中部礦區水文地質勘查力度，長期監測地下水。在裂隙密集或水文地質條件復雜的情況下，應避免或繞過開采措施。

鉛鋅礦區地形單一，巖性變化大巖石堅硬穩定，地質構造復雜，地質條件好，水文地質條件好。礦井中存在小規模的塌陷等地質災害，但災害較輕，危害及危險程度小，影響較輕。該礦可能發生的地質災害有塌方、山體滑坡、泥石流、地下水污染、采空區地面塌陷(沉降)和礦井突水等。發生概率、危害程度小到中等，影響程度嚴重，于是提出封堵和回填等防治工程措施。針對鉛鋅礦區開采造成的破壞污染等問題，建議根據鉛鋅礦區的具體情況采用新的開采技術，加強廢渣的利用率。

3 結語

云南蘆子園鉛鋅礦是地質災害多發地區。云南蘆子園鉛鋅礦地質災害調查與風險評估已成為當前礦山地質環境保護工作的重點。首先，本文收集地理和地質、遙感圖像等數據信息，然后提取信息對礦產資源的開發利用狀況進行研究，采用信息含量法和加權平均法對研究區礦山地質災害風險進行評價，并進行對比驗證。根據云南蘆子園鉛鋅礦地質災害分區評價結果，提出可行的防治對策和建議。本文對研究區礦山地質災害危險性預測進行了研究，取得了一定成果，但要使我國礦業繼續發展，還需要進一步的研究和改進。