矿山地质灾害,作为矿业活动过程中不可忽视的安全与环境问题,长期以来一直威胁着矿山作业人员的生命安全,也对周边社区、生态环境乃至整个经济社会的可持续发展构成了严峻挑战。滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等灾害事件时有发生,不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失,还严重破坏了自然生态平衡,加剧了环境恶化。
开展矿山地质灾害的危险性评估与防治工作十分重要。危险性评估能够为矿山企业和管理部门提供科学依据,帮助识别潜在灾害风险,制定针对性的预防措施;减轻灾害影响、保障人员安全、促进矿业可持续发展的关键。因此,深入研究矿山地质灾害的成因、评估方法及防治策略,对于提升矿山安全管理水平、保护生态环境、实现人与自然和谐共生具有重大现实意义。
矿山地质灾害类型及成因分析
矿山地质灾害类型。矿山地质灾害是指在矿山开采过程中,由于自然因素或人为活动引发的,对矿山生产安全、人员生命财产以及周边环境造成危害的地质现象。这些灾害类型多样,主要包括滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、岩爆以及矿震等。
滑坡是指矿山边坡上的岩土体在重力作用下,沿某一软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。泥石流则是山区沟谷中,由暴雨、冰雪融水等水源激发的,含有大量泥砂、石块的特殊洪流,其破坏力极强。地面塌陷是由于地下采空区顶板失稳导致的地表突然下沉现象,常伴随有裂缝、塌陷坑等。地裂缝则是地表岩土体因开采活动产生的拉张裂缝,可能引发地面沉降、建筑物破坏等问题。岩爆和矿震则是由于地下开采引起的岩体应力集中和释放,导致的突然、剧烈的岩体破裂或震动现象,对矿山安全和人员生命构成严重威胁。
成因分析。自然因素方面,地质构造、岩性、水文地质条件等都是影响矿山地质灾害发生的重要因素。例如,复杂的地质构造和软弱的岩性容易引发滑坡和泥石流;地下水位的变化和渗流作用可能导致地面塌陷和地裂缝的产生;而岩体的物理力学性质则决定了岩爆和矿震的发生概率和强度。人为因素方面,不合理的采矿活动、爆破作业、废渣堆放等都会对矿山地质环境造成破坏,增加地质灾害的发生风险。例如,过度开采和不合理布局可能导致地下采空区扩大,进而引发地面塌陷;爆破作业产生的震动波可能诱发岩爆和矿震;而废渣的随意堆放则可能成为泥石流等灾害的物源。
矿山地质灾害危险性评估方法
定量评估方法。在矿山地质灾害危险性评估中,定量评估方法以其客观性和精确性而受到广泛应用。其中,层次分析法是一种将复杂问题分解为多个层次,通过比较各层次因素的重要性进行权重分配,进而计算得出总体危险性的方法。它能够帮助决策者系统地分析问题,明确各因素间的相互关系。模糊综合评价法则是在模糊集合论的基础上,对具有模糊性的地质灾害危险性进行量化评估。该方法通过构建模糊评价矩阵,结合专家意见确定隶属度函数,最终得出综合评价结果。此外,GIS技术以其强大的空间分析功能,在矿山地质灾害危险性评估中发挥着重要作用。GIS能够集成地质、地貌、水文等多源数据,进行空间叠加分析,直观展示灾害危险性的空间分布特征。
定性评估方法。定性评估方法主要依赖于专家的经验和知识,对矿山地质灾害的危险性进行主观判断。专家打分法是一种典型的定性评估方法,它邀请相关领域的专家,根据自身的经验和专业知识,对地质灾害的危险性进行打分评价。这种方法能够充分利用专家的智慧,但受专家主观性影响较大。历史类比法则是通过回顾历史上类似矿山地质灾害的案例,分析其成因、规模和影响,进而对当前矿山的地质灾害危险性进行类比评估。该方法简单易行,但受历史资料完整性和准确性的限制。
综合评估策略。为了提高矿山地质灾害危险性评估的准确性,应结合定量与定性方法,形成综合评估策略。首先,利用定量评估方法,如层次分析法、模糊综合评价法和GIS技术,对地质灾害的危险性进行客观量化分析,得出初步评估结果。然后,邀请相关领域的专家,采用专家打分法或历史类比法等定性评估方法,对初步评估结果进行校验和修正。最后,综合定量与定性评估结果,得出最终的地质灾害危险性评估结论。这种综合评估策略能够充分发挥定量评估方法的客观性和精确性,以及定性评估方法的主观性和灵活性,从而提高评估结果的准确性和可靠性,为矿山地质灾害的预防和治理提供科学依据。
矿山地质灾害防治措施
预防措施。矿山地质灾害的预防措施是减少灾害发生概率和降低灾害损失的关键。首先,应加强矿山地质勘查工作,详细掌握矿山区域的地质构造、岩性、水文地质条件等,为灾害预防提供基础数据。其次,应合理规划矿山开采布局,避免过度开采和不合理布局导致的地质灾害风险。在开采过程中,应采取科学的开采方法和工艺,如采用充填采矿法、崩落采矿法等,以减少对地质环境的破坏。同时,应加强矿山边坡的稳定性监测和加固工作,及时发现并处理潜在的滑坡、泥石流等灾害隐患。此外,还应建立健全的矿山地质灾害监测预警系统,通过实时监测和数据分析,及时发现灾害征兆,为灾害预防提供科学依据。
治理措施。对于已经发生的矿山地质灾害,应采取有效的治理措施,以减轻灾害影响并恢复地质环境。针对滑坡、泥石流等灾害,可以采取工程治理措施,如修建挡土墙、排水沟、拦砂坝等,以阻挡灾害体运动并引导其安全排泄。对于地面塌陷、地裂缝等灾害,可以采取注浆加固、回填压实等方法,以稳定地基并防止灾害进一步扩大。在治理过程中,应充分考虑灾害的成因和机制,制定针对性的治理方案,并确保治理措施的有效性和可持续性。同时,还应加强治理工程的监管和验收工作,确保工程质量并保障人员安全。
应急响应机制。为了应对突发的矿山地质灾害,应建立健全应急响应机制。首先,应制定完善的应急预案,明确灾害发生时的应急组织、通信联络、现场处置、人员疏散等程序和措施。其次,应加强应急队伍建设和物资储备工作,确保在灾害发生时能够迅速响应并有效应对。应急队伍应经过专业培训并配备必要的救援设备和物资,以提高应急救援能力和效率。同时,还应加强与社会各界的沟通和协作,建立灾害信息共享和联动机制,以便在灾害发生时能够及时获取外部支援和协助。在灾害发生后,应及时组织人员进行现场救援和处置工作,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。同时,还应加强灾后恢复和重建工作,帮助受灾区域尽快恢复正常生产和生活秩序。
矿山地质灾害防治效果评价与优化
防治效果评价,矿山地质灾害防治效果评价是检验防治措施有效性和合理性的重要环节。在评价过程中,应综合考虑灾害发生频率、规模、影响范围以及人员伤亡和财产损失等多个方面。通过对比防治措施实施前后的数据,可以直观地反映出防治效果的好坏。同时,还应关注防治措施对地质环境的影响,包括对地质结构、水文地质条件以及生态环境的改变等。为了确保评价的客观性和准确性,应邀请相关领域的专家进行评审,并结合现场勘查和监测数据进行综合分析。评价结果应及时反馈给相关部门和企业,以便对防治措施进行调整和优化。
优化建议。针对矿山地质灾害防治效果评价中发现的问题和不足,应提出具体的优化建议。首先,应加强防治措施的针对性和实效性,根据矿山地质灾害的类型和成因,制定更加科学合理的防治方案。其次,应提高防治技术的创新和应用水平,积极引进和推广先进的防治技术和设备,提高防治效率和效果。同时,还应加强防治工程的监管和验收工作,确保工程质量并保障人员安全。此外,应加强对矿山地质灾害防治的宣传和教育,提高公众对灾害的认识和防范意识。优化建议的提出应充分考虑实际情况和可行性,确保建议的可操作性和实效性。
持续改进机制。为确保矿山地质灾害防治工作的持续改进,应建立健全的改进机制。首先,应建立定期的评价和反馈机制,对防治措施的实施效果进行定期评价,并及时反馈评价结果,以便对防治措施进行调整和优化。其次,应加强与相关科研机构和专家的合作与交流,积极引进和吸收先进的防治理念和技术,不断提高防治水平。同时,还应加强对防治人员的培训和教育,提高其专业素质和技能水平。此外,应建立完善的灾害信息共享和联动机制,加强与政府、企业和社会各界的沟通与协作,共同推动矿山地质灾害防治工作的持续改进。
研究指出,矿山地质灾害作为矿业活动中不可忽视的安全与环境问题,其类型多样,成因复杂,对矿山生产安全、人员生命及财产安全构成严重威胁。通过综合运用定量评估方法如层次分析法、模糊综合评价法和GIS技术,以及定性评估方法如专家打分法和历史类比法,可以实现对矿山地质灾害危险性的准确评估,为制定防治措施提供科学依据。在防治措施方面,加强地质勘查、合理规划开采布局、采取科学的开采方法和工艺、加强边坡稳定性监测和加固等预防措施,以及注浆加固、修建挡土墙等治理措施,对于减少灾害发生、降低灾害损失具有重要意义。同时,建立应急响应机制和持续改进机制,也是提高防治效果、确保防治工作可持续性的关键。
(作者单位:四川省自然资源投资集团攀西有限责任公司)
炎黄地理2024年8期