攀枝花市礦山地質災害危險性評價研究

祝嘉興

(成都理工大學，四川 成都 610059)

攀枝花市是一個因礦業開采而發展起來的城市，礦產資源十分豐富，主要的礦產資源有釩鈦磁鐵礦、煤礦、頁巖礦、砂石礦等，礦山開采歷史悠久，采礦強度較大，因早期開礦對自然環境的保護意識較為薄弱，所以，沒有形成規范的采礦方式和管理制度，造成礦山地質災害頻繁發生。而筆者以攀枝花市的各大礦山為研究對象，通過對礦山基礎地質地理環境分析，總結目前攀枝花市礦山地質災害發育現狀與具體情況，找出影響攀枝花市礦山地質災害發育的影響因子，采用層次分析法，通過專家打分的方式，對攀枝花市礦山地質災害進行危險性評價研究，根據評價分區結果針對各礦山地質災害頻發地區提出建議和措施，以期為國土部門開展礦山地質災害防治和監管提供參考和借鑒。

國內的很多學者通過不同的方法對不同的礦山地質環境進行研究討論。1991年，高慶華初步建立了自然災害的總體評估系統[1]。1994年，張梁等人通過對地質災害的不同的類型進行分析，對其成因進行深入研究，初步論述了關于風險評價的方法[2]。蔡鶴生、周家國等人引入層次分析法對礦山地質災害進行綜合評價，利用層次分析法將各個指標體系中的指標因子進行量化并確定了各個指標的權重值[3]。隨著對各大礦區地質災害評價研究的發展，國外在滑坡、泥石流、坍塌等地質災害的研究取得了一定成效，并且形成了一套相當完備的礦區環境保護和管理制度，通過這些嚴格的管理制度，礦區的開采得到了改善與規范[4]。20世紀90年代，阿萊奧蒂采用了以地信息系統技術為工具對阿爾卑斯山前緣地區的地質災害問題進行了研究分析，并對其發生地質災害的風險進行了區域等級劃分[5]。

1 研究區概況

攀枝花市位于四川省的西南地區，氣候溫暖，屬于亞熱帶季風氣候，東接涼山，南鄰云南，地跨東經100°00′～104°00′，北緯26°00′～29°45′。地勢西高東低，北高南低，該區域部分礦山坡度大，地形較陡，不良地質現象發育，因采礦引發的礦山環境問題也較為嚴重。

2 礦山地質災害危險性評價

2.1 評價單元的確定

筆者考慮到攀枝花市復雜的地質地理環境特征，選取2 km×2 km的網格單元作為攀枝花市礦山地質災害危險性評價的評價單元。

2.2 礦山地質災害評價指標因子的選取

筆者將地質災害密度分為3級，分別為低密度區、一般密度區、高密度區[6]。將攀枝花的地形坡度分為3個等級，分別為0～15°、15°～30°、>30°。將攀枝花的年降雨量分為3個等級，分別為818 mm～900 mm、900 mm～1 000 mm、1 000 mm以上。將攀枝花地層巖性分為3種類型，分別為軟性巖性、硬性巖性和軟硬間夾巖性。攀枝花地區的礦山開采方式主要有3種，分別為地下開采、露天/地下開采聯合開采、露天開采。將該地開采規模分為3種噸位等級，分別為0～10萬t/年、10萬t/年～50萬t/年、50萬t/年以上。將攀枝花市的礦產占地分為中轉場地、固體廢棄物場地和開采面3種方式。

2.3 攀枝花市礦山地質災害危險性評價

2.3.1 層次分析法。層次分析法是美國運籌學家薩迪在研究工業部門對國家福利的貢獻中提出來的，在當時不僅結合了網絡系統理論，并且運用了多目標綜合評價方法，是一種權重分析方法[7]。

2.3.2 評價指標體系的構建。筆者參照不同指標選取的原則與方法，將影響攀枝花市礦山地質災害發生的指標層分為3層，分別為目標層、準則層和子準則層，由降雨量、坡度、地質災害密度、工程地質巖組、開發占地、開采方式和開采規模7個指標因子構成，如圖1所示。

圖1 礦山地質災害危險性評價的層次結構模型

2.3.3 評價指標分級。通過對影響攀枝花市礦山地質災害的影響因子進行綜合分析，結合前人對礦山地質災害評價指標因子分級的標準，將選取的地質災害密度、坡度、工程地質巖組、降雨量、開發占地、開采方式、開采規模7個評價指標因子分為3個等級，如表1所示。

表1 攀枝花市礦山地質災害評價指標分級

圖2 評價結果

2.3.4 單因子權重及加權疊加權重值的確定。在此基礎上，基于AHP軟件對影響攀枝花市礦山地質災害危險性評價的單因子指標進行計算，得到單因子權重值，降雨量權重為0.020 6、坡度權重為0.041 3、工程地質巖組權重為0.111 8、開采規模權重為0.125 4、開發占地權重為0.328 6、開采方式權重為0.071 5。

通過對單因子評價指標進行加權疊加得到礦山地質災害危險性評價綜合權重值。

(1)

式(1)中Q為地質環境評價分值，W為評價因子權重值，F為評價因子等級[8]。

筆者采用AHP軟件計算得出在影響攀枝花市礦山地質災害發育的單因子權重值的基礎上，采用公式中加權疊加得到影響礦山地質災害發育的綜合權重值，通過對評價指標因子權重值的分類，得到評價結果圖，如圖2所示。

3 結論

筆者以攀枝花市為研究對象，分析了研究區的地質地理環境特征和礦山開發開采現狀，對因采礦活動引發的崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷礦山地質災害發育現狀進行了分析和研究，選取了地質災害密度、坡度、工程地質巖組、開發方式、開采規模、開采強度、降雨量7個指標因子，采用層次分析法開展了攀枝花市礦山地質災害危險性評價研究，得到攀枝花市礦山地質災害危險性評價結果圖，評價結果如下：①攀枝花市礦山地質災害危險性較高和高危險區主要和礦山開發活動密切相關，礦山開發活動強烈的地區礦山地質災害危險性較高。②攀枝花市地質災害高危險區、極高危險區所處的區域位置相近，中危險區的區域面積有擴張的趨勢。③礦山地質災害危險區主要分布在仁和區的寶頂煤礦、東區的朱家包包鐵礦、米易縣的白馬鐵礦和花崗巖礦區等地區。