礦山水工環地質災害危險性評估及措施分析

任 濤

（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）

礦山水工環地質災害的產生，主要原因是水工環的協調性遭到了嚴重的破壞，以此引發的地質災害問題發生，常見的水工環協調性問題包括洪水災害和干旱災害等。當這一類地質災害問題發生時，不僅會影響到礦山施工區域內施工人員的人身安全，同時還會影響到整個施工工期，若在發生地質災害問題時，不進行及時地處理，還會進一步造成更加嚴重的問題產生[1]。因此，在大多數礦山施工前，都需要對所在區域內的水工環地質災害危險性進行詳細的評估，通過評估結果，判斷施工區域的實際安全性。同時，在進行危險性評估的過程中，還應當從多個角度對水工環地質災害進行詳盡的分析，以此獲取到更加準確地評估結果，從而進一步提高評估的應用價值。當前，由于傳統評估方法在實際應用的過程中，涉及到的參數信息復雜，且種類繁多，因此僅僅依靠評估人員的工作經驗，很難實現精準地評估，進而遺留下巨大的安全隱患問題。因此，針對上述問題，本文開展礦山水工環地質災害危險性評估及措施分析研究。

1 礦山水工環地質災害誘發因素分析

根據當前部分礦山區域的水工環地質災害分布特征可以看出，在區域范圍內，地質災害的發育類型十分復雜，災害的分布主要受到礦山水工環地質結構的影響，分布范圍呈現出十分分散的狀態和趨勢，在特定的災害隱患點上還呈現出復雜化和多樣化的問題[2]。同時，由于近幾年來礦山施工活動逐漸頻繁，因此受到施工采動的影響，更加容易造成地質災害誘發特征呈現出群體性和連鎖型的問題產生。表1為某礦山地區最近一年與前一年同工期水工環地質災害基本信息對照表。

表1 水工環地質災害基本信息對照表

從表1中的水工環地質災害基本信息以及該礦山區域范圍內實際水工環地質災害發生情況，總結出水工環地質災害主要包括地震、泥石流、山體滑坡、地裂縫等。通過對地質災害的發生情況可以進一步得出，當前大部分礦山水工環地質災害的誘發因素包括：第一，在已經出現坍塌的礦山地貌區域內，容易出現陡坡、松散土體堆積等現象，引發地質災害問題；第二，在礦山滑坡和地表坍塌現象多發的區域當中，地質災害問題嚴重；第三，在礦山區域范圍內若存在較發育的泥石流，則更容易發生水工環地質災害。

2 礦山水工環地質災害危險性評估

2.1 水工環地質災害評估單元模型構建

為進一步突破傳統評估方法在對水工環地質災害危險性評估過程中存在的實際局限性問題，將需要進行評估的區域進行評估單元劃分[3]。將基礎評估單元的模型，利用規則格網劃分的方式進行分區，由于在評估時所是由的計算機以及其能力與實際評估結果之間存在一定關聯。因此，結合大部分礦山施工中使用的計算機性能，本文在對評估單元模型構建時，采用2.5km×2.5km規格的網格結構。在對礦山區域邊界范圍進行整合后，將整個區域劃分為3000個～4000個以上的規則評估單元模型。

2.2 基于加權評估的地質災害危險性評估

考慮到在評估的過程中，水工環地質災害的實際狀態，通常情況下，發生災害問題的產生會受到多種誘發因素的共同影響，因此僅僅針對單一因素問題對其進行評估，得到的評估結果很難準確地反應實際。基于此，本文通過引入加權評估的方法，對礦山區域范圍內的危險性進行評估，加權評估的計算公式可用公式（1）表示：

公式（1）中，iA表示為在第i個評估單元模型的危險性評估結果；jm表示為在評估過程中的第j個誘發因素因子的對應權重比例；jt表示為在評估過程中第j個誘發因素因子的對應評估結果分數。綜合上述公式（1）及本文上述論述內容，得出危險性評估的誘發因素因子包括如圖1所示。

圖1 危險評估誘發因素因子

針對公式（1）中涉及到的誘發因素因子的對應權重比例，根據如下步驟分配：

第一步：根據圖1中危險評估誘發因素因子確定出指標體系整體層次結構，并以此為依據，構建判別矩陣。

第二步：結合構建的判別矩陣，確定具有影響水工環地質災害危險性最大的特征值。

第三步：利用中間意愿指標，進行一致性判定，若結果一致，則給出不同影響因素的權重比例；若結果一不一致，則需要重新對危險評估誘發因素因子進行選擇，并重新計算影響水工環地質災害危險性最大的特征值，直到檢驗結果中判別矩陣與中間意愿指標結果一致。

2.3 水工環地質災害危險性區域與災害級別劃分

根據本文上述論述，將礦山水工環地質災害危險性劃分為四個不同級別，分別為高危險災害級別、中危險災害級別、低危險災害級別和無危險災害級別。為實現對危險性評估結果的可視化展現，從高危險災害級別到無危險災害級別，以此利用紅色、橙色、黃色和綠色展現。以此確保礦山施工人員能夠在第一時間掌握施工區域內地質災害危險性的實際評估情況，從而做到在發生災害事故前的有效預防。同時，為了進一步實現對四個不同危險性級別區域的區分，需要對四個區域的實際特征進行明確劃分。紅色區域表示該區域范圍內為地質災害高發區域，在該區域范圍內不可進行礦山工程施工，并且需要及時采取相應的治理措施，防止其地質災害威脅范圍的進一步擴大。橙色區域為地質災害相對高發區域，通過對部分礦山區域實際情況得出，橙色區域大部分集中在非金屬礦山開發區域當中，并且其輻射面積較大。黃色區域相對前兩種區域危險性較小，并且地質災害不頻繁發生，但通常會受到礦山施工行為的影響，同時一旦發生將會對礦山施工中使用的各類設備、建筑以及人員等造成一定的威脅。綠色區域通常情況下不會發生地質災害問題，并且與礦山和礦產資源開采區域較遠，僅在部分年份當中會出現小面積的泥石流災害問題，并且災害發生后對周圍環境、建筑及人員的影響不大。

3 礦山水工環地質災害防治措施分析

3.1 礦山不穩定邊坡削坡措施

在進行礦山施工的過程中，由于不穩定邊坡的存在會在一定程度上影響到水工環地質災害危險性，因此，針對這一問題，可以通過削坡的方式，實現對其治理。圖1為礦山不穩定邊坡削坡操作示意圖。

從圖2所示內容可以看出，削坡治理的實質是將元貝陡傾的巖體挖除，將其中一部分變為坡度較緩的邊坡，同時，進一步降低滑坡本身的重量，以此達到邊坡穩定的效果。同時，將削減下的部分土石材料作為填充材料，重新填回到坡腳，能夠進一步提高邊坡的反壓力，使邊坡更加穩定。通過圖2所示操作完成對陡峭邊坡的治理能夠有限預防泥石流、山體滑坡等水工環地質災害問題的發生。

圖2 礦山不穩定邊坡削坡操作示意圖

3.2 基于專業勘測設備的水工環地質災害預防

綜合礦山水工環地質災害危險性評估方法，將地質災害影響分為直接危害和次生危害兩個分類。通過引入專業化的勘測設備，獲取微觀探測信號。同時，在使用勘測設備的過程中，還可以結合磁場、重力的檢測方法，實現對礦山施工區域范圍內的漸次，以此提高地質災害預測的范圍。在實際應用中，還應當加強調查測試的手段，對礦山水工環地質災害影響范圍內的建筑物與地裂縫之間的距離進行精準測量。對于已經存在被破壞建筑，應當對部分建筑區域進行拆除或對其地基進行特殊處理，通過回填和夯實的方式，避免災害的再次發生。

4 結語

本文從多個方面，對礦山水工環地質災害危險性進行了評估研究，綜合本文對此方面的研究可知，此方面工作的實施在地質勘查中屬于一項基礎性較強的工作，因此，相關單位應當重視起與此相關的工作，并嘗試在實踐中不斷地擴大可單次實現的評估范圍，以此種方式解決現有評估方式存在的不足。此外，在后期的發展中，可從加大人才培養力度等層面入手，并加大對評估設備的引進，從核心層面，提高評估工作實施的質量與效率，從而實現為工作的實施提出評估指示。