云南芦子园铅锌矿区地质灾害危险性预测及防治对策研究

严 优

（成都理工大学，四川 成都 610059）

1 云南芦子园铅锌矿区地质灾害危险性预测

1.1 铅锌矿区地质灾害危险性预测体系

地质灾害危险性预测是一个综合评价指标的选择过程。预测模型作出的评价都是在一定元素集的基础上进行的，这就是所谓的指标体系。指标数量应适当，指标过多容易产生重复指标，对预测结果的准确性存在影响，相反，指标太少又不具备代表性和说服性[1]。因此，指标的选择和指标体系的建立关系着矿山地质灾害危险性预测的可靠性。因此，各指标的选择应与评价对象具有一定关系。科学、正确地利用这些关联信息，对各种指标进行分析和选择。矿山地质灾害的形成受多种因素的影响制约，包括地理地质的影响及人类活动带来的影响等，涉及多种因素，涵盖范围广，但各种原因在不一样的条件下对铅锌矿区地质灾害的影响也不一样。因此，在地质灾害危险性预测中，考虑所有因素不是明智之举，需要根据研究区域的特点适当选择评价指标。指标选择应遵循以下原则[2]。

（1）科学原理。评价指标体系应反映矿山地质灾害的各个方面，且要具备理论证实。首先评价指标预测的构成必须是有层次、有目标的，目标要明确，层次要清晰，系统要成体系。其次，就是指标要素的规范，其要确保独立性和唯一性，不可被轻易取代。最后在评价预测的选择上要根据学科或研究领域内专家所给予的意见多次修改。除此之外，预测模型务必要有科学性和准确性，用来确保铅锌矿区地质灾害危险性预测结果的客观性和真实性。

（2）可操控且有用处。建立具体指标体系的目的是推进铅锌矿区地质灾害危险性预测，因此关键考虑的问题就是体系的可操作性和实用性。第一步要选择评价指标因子，因子要方便取得和计数。第二步，指标因子的选择要与铅锌矿区地质灾害的形成原因及发展动态有一定关联。

（3）要树立原则。选择影响矿山地质灾害发展的主导因素，充分考虑各因素之间的关系。研究铅锌矿区地质灾害和各类因素造成的受灾程度，考虑它们之间存在的关联。

（4）主导地位的原则。矿山地质灾害环境较多，但各地质灾害环境对风险的贡献率各不相同，因此应选择具有代表性的评价指标因子。通过数据收集、整理和筛选，了解主要因素对铅锌矿区地质灾害危险性的控制效果，筛选合适的因子，提高体系有效性和准确性。

按照以上原则，结合铅锌矿区地质灾害分布规律特征，建立云南省芦子园铅锌矿区地质灾害评价指标结构体系，如图1所示。

图1 云南芦子园铅锌矿区地质灾害危险性预测指标体系图

根据上图所展示的过程，可知坡度指标也是很关键的一种控制因素。可将地面坡度直属看看作地表上具体某一个点的角度。S为存在坡度的夹角，为计算出高度最大的变化比，其计算公式如下式1：

式中，p、q均为四个方向的高程变化率，s是坡度值。ArcGIS软件可很好地提取地质因子，在3X3的窗口之中，它会对等待处理的图像进行表面局部模拟。

1.2 铅锌矿区地质灾害危险性评价

在进行铅锌矿区地质灾害危险性预测过程中，最重要的工作就是单元评价。提取指标的难度会因为划分方式的不同而产生不一样的结果，会严重干扰最终结果的合理性。目前有坡度单元、行政区划单元、地形单元和规则网格法。在这些方法中，边坡单元以单个边坡为评价单元，但划分过程复杂且容易产生误差。行政区划相对稳定，但与条件下的区域背景毫不相关；地貌单元的划分与区域地形有关，但由于观点不同，地貌单元的划分往往是不同的，将研究区域划分为规则单元网格，其结构具有易于实现、算法简单、方便修改、扩展轻松的特点，并且结果也较为直白。

因此，本文采用正则网格法划分评价单元。在实际工作中，这也是非常重要的确定正则网格单元的大小的方式，如果太大不能保证精度，如果太小会增加计算量，毫无意义。在ArcGIS的LAM中使用量化单元格进行分类，然后根据ArcGIS软件的统计分析功能找到边界点，并结合实地调查情况进行调整。最后得到矿山地质灾害风险分类表，如表1所示。

表1 信息量法计算矿山地质灾害危险性等级分类表

影响矿山地质灾害的因素很多。根据云南芦子园铅锌矿区域背景和矿山地质灾害现状，建立合理的评价指标体系。对已建立的矿山地质灾害危险性预测指标体系进行调整，得到加权平均法评价指标体系。云南芦子园铅锌矿区控制因素的地质灾害指标分别为诱发因素、历史灾害和控制因素。诱发因素和控制因素又可分为多个小层面，比如铅锌矿密度、边坡断层、地层岩性、降水量、采矿工程等。

2 云南芦子园铅锌矿区地质灾害危险性防治对策研究

铅锌矿区崩塌、山体滑坡、泥石流等地质灾害主要发生在堆放废弃物的石场、坑道和矿用公路高边坡段。石笼挡土墙建在矸石场脚下、平硐口、矿山公路高边坡段；鉴于一些废渣场的扩建太长，还需在里面建一个等级石笼挡土墙(约30m)。石笼网石笼材料选择热浸镀锌低碳钢丝，用机器织扭曲的六角网，过程是第一个热镀铝锌涂塑编织后，模型LW90×90(±5mm)，网格是90 mm×90mm(±3mm)，网孔直径φ2.6mm，边缘直径φ3.2mm，网状限制偏差：±5%。为防止塌方、滑坡、泥石流等地质灾害的发生，在废石场、坑道和矿山公路高边坡段周围修建切沟，以减少地表径流对不稳定结构物的侵蚀。

完善铅锌矿污水系统，将污水导入废水池重复利用；及时处理工业及生活垃圾和废水污水，防止二次污染；清理排水沟，保持畅通防止泄漏；定期进行水质监测和水样测试。坑内最少有20m的回填，确保稳定性；修筑至少1m厚的砂浆墙，堵塞坑道，设置排水孔，利于排泄废水；设置标志，警示无关人员靠近。加大中部矿区水文地质勘查力度，长期监测地下水。在裂隙密集或水文地质条件复杂的情况下，应避免或绕过开采措施。

铅锌矿区地形单一，岩性变化大岩石坚硬稳定，地质构造复杂，地质条件好，水文地质条件好。矿井中存在小规模的塌陷等地质灾害，但灾害较轻，危害及危险程度小，影响较轻。该矿可能发生的地质灾害有塌方、山体滑坡、泥石流、地下水污染、采空区地面塌陷(沉降)和矿井突水等。发生概率、危害程度小到中等，影响程度严重，于是提出封堵和回填等防治工程措施。针对铅锌矿区开采造成的破坏污染等问题，建议根据铅锌矿区的具体情况采用新的开采技术，加强废渣的利用率。

3 结语

云南芦子园铅锌矿是地质灾害多发地区。云南芦子园铅锌矿地质灾害调查与风险评估已成为当前矿山地质环境保护工作的重点。首先，本文收集地理和地质、遥感图像等数据信息，然后提取信息对矿产资源的开发利用状况进行研究，采用信息含量法和加权平均法对研究区矿山地质灾害风险进行评价，并进行对比验证。根据云南芦子园铅锌矿地质灾害分区评价结果，提出可行的防治对策和建议。本文对研究区矿山地质灾害危险性预测进行了研究，取得了一定成果，但要使我国矿业继续发展，还需要进一步的研究和改进。