关于矿山地质灾害危险性的评估方法研究

杨辉鸿，肖立权

（湖南省地质矿产勘查开发局四一六队，湖南 株洲 412000）

对矿山区域地质灾害实施评估时，应选择适宜的方法，只有这样才能对灾害及其危险性进行准确评估。选择具体的评估方法过程中，应根据矿山所在地区实际情况为依据，结合自然环境来进行，包括区域现有资料、地形地质、开采状况、矿体的实际分布、过去发生的灾害，掌握以上各项情况是保证评估准确性与真实性的重要基础。

1 评估方法

目前，可在矿山项目中使用的地质灾害及其危险性评估中使用的方法主要包含下列几种。

1.1 专家评估法

即由在矿区所在地区工作很长一段时间，而且对地质灾害情况和发展都较为了解的相关专业，以自身工作经验为依据，对目标矿区地质灾害是否会发生实施直接评估。该评估方法的主要优势在于专家能根据现场各项因素，结合自己对地质地形的掌握，做全面考虑和分析，同时结合自己掌握的经验，较快速且准确的完成灾害评估。然而，该方法对现场调查往往有着很高的要求，使现场工作量极大，同时会受到一定人为因素限制，最终的评估结果直接受专家自身水平的影响[1]。

1.2 参数合成法

该方法以专家自身经验为依据，对会引起灾害的各类因素实施分析，再对分析后产生的结果根据公式实施加权平均，将加权后得到的平均值直接作为评估的结果。该方法最大的特点在于定量评价，利用计算机软件与标准公式来计算，有着很高的工作效率。然而，因矿区地理条件往往十分复杂，对矿区地质灾害可能造成影响的因素有很多，所以单纯采用这一种方法难以客观的对地质灾害进行准确评估。

1.3 模糊综合评估

该方法就是根据模糊关系具有的特征，对通过调查获得的不同指标进行分析，以此对地质灾害实际情况进行综合评估。该方法因考虑的因素和数据有很多，所以具有良好可比性及分辨性。然而，在实际的评估过程中难免存在一些指标不能定量与定性，导致评估后产生的结果有很大误差[2]。

1.4 数据统计及人工智能

该方法为统计学原理为基础，借助灰色聚类、人工神经网络及向量机等，对矿区所在范围内的各类地质灾害实施调查与完全统计，然后结合其发育规律进行数据建模，再以模型为依据开展预测评估。该方法不仅科学合理，而且结果真实、准确，也有很高定量水平，唯独操作过程较为复杂。基于此，该方法现阶段主要使用在前期资料收集顺利，掌握了大量基础数据的情况，可以通过评估获得和矿山实际情况相符的各类数据结果，进而为后续的灾害防治工作提供可靠参考依据[3]。

2 案例分析

2.1 矿区基本情况

某矿区地处某县城境内，气候类型为大陆高原气候，有较大的昼夜温差，且风大、雨少。从当地气象资料可知，矿区范围内年均气温-1.5℃，极端低温-35.8℃，最高气温25.6℃，全年冰霜期较长，冬季远长于夏季，可以达到202d～280d，而夏季在85d左右。另外，该矿区大风天数较多，年均大风天数在70d左右，以西北风居多，平均风速为45m/s，每年有97d左右产生八级及以上大风。矿区范围内降水量较少，年均不超过350mm，且以每年的3月～5月居多，而年蒸发量能达到1600mm左右。

2.2 水工环地质灾害评估

（1）自然景观破坏

该矿区是遗留矿区，开采结束至今已有一段时间，已经没有责任主体。矿区开采主要采用露天开采的方法，导致自然景观遭到严重破坏，对自然环境及区域的生态文明均造成很大的影响。

（2）土地资源破坏

矿区开采难免产生矿渣，而且这些矿渣大多直接堆放于矿区的周围，对矿区范围内的土地资源造成影响；另外，对矿渣进行运输时，所用车辆及工具也会破坏附近土地资源。矿区开采完成后没有对破坏的土地环境进行恢复，导致形成大片荒山，有发生滑坡等地质灾害的可能。

（3）地质灾害及其隐患

矿区采动可能引起岩体崩塌，在岩体中部存在危岩，其长度为70m，形成走向为40°的边坡，这一危岩体是典型的三叠系灰岩，已不具完整性，且裂隙极发育，宽度在1cm～2cm范围内。目前已可见岩体崩落，坡脚处堆有大量石块，形成崩塌灾害的隐患点。

崩塌灾害产生原因包括：其一，人为因素，即采动开挖使岩体稳定性改变，导致变形失稳；其二，岩体风化，冻融时间较长。

根据崩塌体的主要特征与荷载实际情况，确定下列三种工况对崩塌体整体稳定性进行计算评价：

工况一：天然状态；

工况二：持续强降雨；

工况三：地震状态。

岩体稳定性系数采用以下公式计算得出：

式（1）中，V表示裂隙水压力，单位：kN/m；hw表示裂隙充水高度，单位：m；Q表示地震力，单位：kN/m；K表示稳定性系数；θ表示滑动面倾角，单位：°；c表示粘聚力，单位：kPa；Ψ表示内摩擦角，单位：°；l表示滑动面长，单位：m；w表示岩体自重，单位：kN/m[4]。

计算参数如表1所示。

表1 计算参数

崩塌体发生的变形以滑移为主，经计算，其稳定性系数如表2所示。

表2 各工况稳定性系数计算结果

3 结语

综上所述，矿区地质环境复杂，容易发生不同类型的地质灾害，为了掌握地质灾害可能造成的危害，应根据矿区实际情况采取有效措施对灾害及其危险性进行综合评估，以此为后续灾害防治工作奠定良好基础。