矿山水工环地质灾害危险性评估及措施分析

任 涛

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

矿山水工环地质灾害的产生，主要原因是水工环的协调性遭到了严重的破坏，以此引发的地质灾害问题发生，常见的水工环协调性问题包括洪水灾害和干旱灾害等。当这一类地质灾害问题发生时，不仅会影响到矿山施工区域内施工人员的人身安全，同时还会影响到整个施工工期，若在发生地质灾害问题时，不进行及时地处理，还会进一步造成更加严重的问题产生[1]。因此，在大多数矿山施工前，都需要对所在区域内的水工环地质灾害危险性进行详细的评估，通过评估结果，判断施工区域的实际安全性。同时，在进行危险性评估的过程中，还应当从多个角度对水工环地质灾害进行详尽的分析，以此获取到更加准确地评估结果，从而进一步提高评估的应用价值。当前，由于传统评估方法在实际应用的过程中，涉及到的参数信息复杂，且种类繁多，因此仅仅依靠评估人员的工作经验，很难实现精准地评估，进而遗留下巨大的安全隐患问题。因此，针对上述问题，本文开展矿山水工环地质灾害危险性评估及措施分析研究。

1 矿山水工环地质灾害诱发因素分析

根据当前部分矿山区域的水工环地质灾害分布特征可以看出，在区域范围内，地质灾害的发育类型十分复杂，灾害的分布主要受到矿山水工环地质结构的影响，分布范围呈现出十分分散的状态和趋势，在特定的灾害隐患点上还呈现出复杂化和多样化的问题[2]。同时，由于近几年来矿山施工活动逐渐频繁，因此受到施工采动的影响，更加容易造成地质灾害诱发特征呈现出群体性和连锁型的问题产生。表1为某矿山地区最近一年与前一年同工期水工环地质灾害基本信息对照表。

表1 水工环地质灾害基本信息对照表

从表1中的水工环地质灾害基本信息以及该矿山区域范围内实际水工环地质灾害发生情况，总结出水工环地质灾害主要包括地震、泥石流、山体滑坡、地裂缝等。通过对地质灾害的发生情况可以进一步得出，当前大部分矿山水工环地质灾害的诱发因素包括：第一，在已经出现坍塌的矿山地貌区域内，容易出现陡坡、松散土体堆积等现象，引发地质灾害问题；第二，在矿山滑坡和地表坍塌现象多发的区域当中，地质灾害问题严重；第三，在矿山区域范围内若存在较发育的泥石流，则更容易发生水工环地质灾害。

2 矿山水工环地质灾害危险性评估

2.1 水工环地质灾害评估单元模型构建

为进一步突破传统评估方法在对水工环地质灾害危险性评估过程中存在的实际局限性问题，将需要进行评估的区域进行评估单元划分[3]。将基础评估单元的模型，利用规则格网划分的方式进行分区，由于在评估时所是由的计算机以及其能力与实际评估结果之间存在一定关联。因此，结合大部分矿山施工中使用的计算机性能，本文在对评估单元模型构建时，采用2.5km×2.5km规格的网格结构。在对矿山区域边界范围进行整合后，将整个区域划分为3000个～4000个以上的规则评估单元模型。

2.2 基于加权评估的地质灾害危险性评估

考虑到在评估的过程中，水工环地质灾害的实际状态，通常情况下，发生灾害问题的产生会受到多种诱发因素的共同影响，因此仅仅针对单一因素问题对其进行评估，得到的评估结果很难准确地反应实际。基于此，本文通过引入加权评估的方法，对矿山区域范围内的危险性进行评估，加权评估的计算公式可用公式（1）表示：

公式（1）中，iA表示为在第i个评估单元模型的危险性评估结果；jm表示为在评估过程中的第j个诱发因素因子的对应权重比例；jt表示为在评估过程中第j个诱发因素因子的对应评估结果分数。综合上述公式（1）及本文上述论述内容，得出危险性评估的诱发因素因子包括如图1所示。

图1 危险评估诱发因素因子

针对公式（1）中涉及到的诱发因素因子的对应权重比例，根据如下步骤分配：

第一步：根据图1中危险评估诱发因素因子确定出指标体系整体层次结构，并以此为依据，构建判别矩阵。

第二步：结合构建的判别矩阵，确定具有影响水工环地质灾害危险性最大的特征值。

第三步：利用中间意愿指标，进行一致性判定，若结果一致，则给出不同影响因素的权重比例；若结果一不一致，则需要重新对危险评估诱发因素因子进行选择，并重新计算影响水工环地质灾害危险性最大的特征值，直到检验结果中判别矩阵与中间意愿指标结果一致。

2.3 水工环地质灾害危险性区域与灾害级别划分

根据本文上述论述，将矿山水工环地质灾害危险性划分为四个不同级别，分别为高危险灾害级别、中危险灾害级别、低危险灾害级别和无危险灾害级别。为实现对危险性评估结果的可视化展现，从高危险灾害级别到无危险灾害级别，以此利用红色、橙色、黄色和绿色展现。以此确保矿山施工人员能够在第一时间掌握施工区域内地质灾害危险性的实际评估情况，从而做到在发生灾害事故前的有效预防。同时，为了进一步实现对四个不同危险性级别区域的区分，需要对四个区域的实际特征进行明确划分。红色区域表示该区域范围内为地质灾害高发区域，在该区域范围内不可进行矿山工程施工，并且需要及时采取相应的治理措施，防止其地质灾害威胁范围的进一步扩大。橙色区域为地质灾害相对高发区域，通过对部分矿山区域实际情况得出，橙色区域大部分集中在非金属矿山开发区域当中，并且其辐射面积较大。黄色区域相对前两种区域危险性较小，并且地质灾害不频繁发生，但通常会受到矿山施工行为的影响，同时一旦发生将会对矿山施工中使用的各类设备、建筑以及人员等造成一定的威胁。绿色区域通常情况下不会发生地质灾害问题，并且与矿山和矿产资源开采区域较远，仅在部分年份当中会出现小面积的泥石流灾害问题，并且灾害发生后对周围环境、建筑及人员的影响不大。

3 矿山水工环地质灾害防治措施分析

3.1 矿山不稳定边坡削坡措施

在进行矿山施工的过程中，由于不稳定边坡的存在会在一定程度上影响到水工环地质灾害危险性，因此，针对这一问题，可以通过削坡的方式，实现对其治理。图1为矿山不稳定边坡削坡操作示意图。

从图2所示内容可以看出，削坡治理的实质是将元贝陡倾的岩体挖除，将其中一部分变为坡度较缓的边坡，同时，进一步降低滑坡本身的重量，以此达到边坡稳定的效果。同时，将削减下的部分土石材料作为填充材料，重新填回到坡脚，能够进一步提高边坡的反压力，使边坡更加稳定。通过图2所示操作完成对陡峭边坡的治理能够有限预防泥石流、山体滑坡等水工环地质灾害问题的发生。

图2 矿山不稳定边坡削坡操作示意图

3.2 基于专业勘测设备的水工环地质灾害预防

综合矿山水工环地质灾害危险性评估方法，将地质灾害影响分为直接危害和次生危害两个分类。通过引入专业化的勘测设备，获取微观探测信号。同时，在使用勘测设备的过程中，还可以结合磁场、重力的检测方法，实现对矿山施工区域范围内的渐次，以此提高地质灾害预测的范围。在实际应用中，还应当加强调查测试的手段，对矿山水工环地质灾害影响范围内的建筑物与地裂缝之间的距离进行精准测量。对于已经存在被破坏建筑，应当对部分建筑区域进行拆除或对其地基进行特殊处理，通过回填和夯实的方式，避免灾害的再次发生。

4 结语

本文从多个方面，对矿山水工环地质灾害危险性进行了评估研究，综合本文对此方面的研究可知，此方面工作的实施在地质勘查中属于一项基础性较强的工作，因此，相关单位应当重视起与此相关的工作，并尝试在实践中不断地扩大可单次实现的评估范围，以此种方式解决现有评估方式存在的不足。此外，在后期的发展中，可从加大人才培养力度等层面入手，并加大对评估设备的引进，从核心层面，提高评估工作实施的质量与效率，从而实现为工作的实施提出评估指示。