复杂地形区矿山地质灾害的类型及危险性评价研究

魏建华

（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）

矿山地质灾害也可称作矿井地质灾害，灾害发生原因多是由于矿床在开采挖掘过程中，严重破坏了矿井以矿山岩体，导致矿山地质发生形变，在受到水文影响、自然环境等因素的影响下，发生的灾害。在矿山地质灾害中，不仅会破坏原有的矿井结构、也会损毁重要的采矿设备，最为严重的是会带来人员的伤亡，因此矿山地质灾害是十分严重的灾害形式，应受到人们的重视[1]。矿山一般包含了煤矿、金属矿等多种矿产，矿山在开采前需根据其规模、产量等多种因素进行分析，以求降低开采成本，提高开采效率，使矿山发挥最大的潜能，在此过程中需要做到科学开采，不能以利益为第一考量，应以可持续发展理念为基础确保安全持续开采[2]。

1 矿山地质灾害的类型

矿山地质灾害一般分为地面灾害和井下灾害两种，地面灾害是我们较常见到的，如泥石流、滑坡、崩塌等；井下灾害多为矿震、冒顶等[3]。一般情况下煤矿的灾害发生概率较大，伤害也较为严重，而对于金属矿，当发生灾害时，由于其矿产资源带有放射性，还有可能伴随着放射性伤害，矿山地质灾害实景如图1所示。

图1 矿山地质灾害实景图

下面对常见的几种矿山地质灾害进行分析。

1.1 滑坡

滑坡是指复杂地形去矿山岩块及土体，因降水、河流冲刷等自然因素的影响，受重力作用沿着某一斜面整体或分散的下滑，这是一种灾害发生的前提是山体斜坡面有足够的滑动空间，这种山体构造一般山势陡峭，土壤松散，极易发生滑坡灾害。

1.2 崩塌

崩塌一般也被称为塌方，是指在陡峭坡体上的山石，在自然环境的影响下，受重力作用与山体脱离、自然滚落的现象。在崩塌灾害发生之前，多会出现不同情况的预兆，首先，坡体会出现裂缝；其次，坡体在不同部位出现小范围、小程度的崩塌现象，滚落小体积的岩体或土块；最后，山体会在发生崩塌灾害前发出岩体碎裂的声音。

1.3 泥石流

泥石流多发生于山区以及地形复杂严峻处，泥石流灾害发生的诱因多是自然灾害，如暴雨、暴雪等。在泥石流中夹带了大量的泥沙及山体岩块，另外，由于泥石流速度较快且流量大，因此具有较大的破坏性。泥石流不仅会损毁房屋，还会对道路等公共设施造成损害。

1.4 地面塌陷

地面坍塌是指山体上覆岩层受到损害，岩体出现下沉的现象，由此形成塌坑。地面塌陷灾害造成的塌坑大小不定，且在塌坑周围多存在裂缝，容易出现二次危险事故的发生，且塌坑具有规则性，在塌坑附近也可能出现不规则的鼓起。地面塌陷在矿山地质灾害中叶较为常见，在我国东北部地区具有较多矿产资源，由于前期的开采不当，也常发生地面塌陷的灾害事故，塌陷发生较快，且面积一般较大，极容易给人们是生命安全带来伤害。截至目前，我国约有23各省份均发生过地面塌陷灾害，多达1400例之多，产生了超过40000个塌坑。

2 复杂地形区矿山地质灾害危险性评价

2.1 确定矿山地质灾害危险性评估范围

要想实现矿山地质灾害危险性评估，需确定评估范围，首先搜集矿山基本信息，包括矿山地理位置、开采现状、开采方式、采空区范围等所有信息，同时需要了解矿山岩层性质以及地质基本构造，只有做到基础数据搜集详细，才能做到矿山危险性准确评估。如果矿山地质基础构造简单，且地质岩层强度较大，则地质环境破坏的可能性较小，发生地质灾害的可能性也就越低。

其次，充分比对分析搜集到的矿山资料，判断矿山地质的复杂程度，根据这些可以基本判断出矿山地质灾害的范围及灾害等级，当评价后发现矿山的灾害危险范围仅局限于矿山用地周边区域，则可以根据矿山用地范围等信息，判断矿山地质灾害的危险性，做出准确评估。

2.2 矿山地质灾害危险性评估

经过上述分析，确定了矿山地质灾害危险性评估范围，下面对其危险性进行准确评估。判断复杂地形区矿山地质灾害发育状态及危险程度，准确采集矿山地质基础信息及活动相关参数。

首先是分析了从危险区域到危险发生的时间、范围、严重程度和频率的概率，根据损害程度对不同损失进行了推算，并利用SIUD分析方法进行了地质危险性地雷风险评估。对塌陷和泥石流进行定性分析，利用力学原理计算了当滑坡面变平或变简时的稳定系数。其公式如下：

公式（1）中，K表示矿山斜坡稳定系数，β表示矿山地质斜坡坡脚，K≥1若，表示矿山斜坡较为稳定，K值越高，表示斜坡稳定性越好；若K≤1，表示矿山斜坡稳定性较差，容易出现失稳问题。分析矿山泥石流发生概率，根据矿山地形区基础信息，如地貌、地质信息等临界值，判断该是否发生泥石流：

公式（2）中，Gx表示泥石流发生的评价因子，v2表示复杂地形区矿山地貌信息，ji表示发生泥石流的临界值，由此得出矿山发生泥石流的风险性，并利用平衡方程确定矿山地质灾害发生的危险性：

公式（3）中，F表示复杂地形区矿山地质条件，i表示判断因子，q代表复杂地形区矿山的历史情况，由此实现复杂地形区矿山地质灾害危险性评估。

3 复杂地形区矿山地质灾害防治

本文分析了矿山地质灾害的类型及矿山地质灾害危险性评估方法，矿山地质灾害发生时十分快，人们还没来得及在第一时间做出应急反应就已经发生了危险，因此复杂地形去矿山地质灾害不仅要了解其分类和危险评估方法，还需要在平时多加注意，进行必要的防治。下面对复杂地形区矿山地质灾害防治方法提出几点建议：

第一，对矿山地质情况做出实时评估，评估矿山环境情况及风险性，更有利于人们的预防。在矿山开采前、开采后以及开采状态都应准确记录、实时评估。在科学完善的政策体系化进行开采行为。第二，注意相关宣传，通过矿山地质灾害危险宣传及防治方法宣传，让相关工作人员充分认识到矿山地质灾害的危险性，提高安全意识，在作业中带有危机感和警觉性，让人们自觉规范作业行为，做到全员防治地质灾害。在宣传中还需要普及地质灾害发生时防险、除险、避险的方法，当地质灾害发生时不仅可以自救也可以救助他人。第三，引进先进的勘察技术，当前社会飞速发展，科学技术不断更新，矿山地质勘察技术也应做到与时俱进，通过物理勘察、化学勘察、信息化勘察都手段对复杂地形区地质灾害进行监测，以跟踪监测的方式掌握矿山实时信息，做到严密监测，提早预防。第四，对矿坑进行优化设计，加强矿坑稳定性，降低矿产挖掘过程中的开裂可能性，降低矿山坍塌、滑坡等灾害的发生概率。第五，是在矿山救护方面需加强建设。由于矿区自然条件艰苦、工作环境恶劣，同时，人们对矿难客观规律认识不全面，时有疏忽、违章作业、违章指挥、违反劳动纪律等原因，是灾害发生的原因之一。为迅速有效地应对煤矿突发事件，保障井下旷工的生命安全，同时，减少国家资源和财产损失，必须按照《煤矿安全规程》和《煤矿救援规程》的规定开展救援工作。与此同时，也需要对员工进行安全教育，使他们在发生事故时能够主动自救，互相帮助。但是，矿区地质灾害是不可避免的，加强采矿救援服务，以减少遇难者人数实在必行。第六，采用科学的矿山资源开采方法，降低开采危险性的同时，也降低矿山地质灾害的发生概率。随着实时矿山测量、GPS实时导航与遥控、GIS管理与辅助决策和3DGM的应用，国际上一些大型露天矿山（包括我国的平朔、霍林河矿区）已可在办公室生成矿床模型、矿山采掘计划，并与采场设备相联系，形成动态管理与遥控指挥系统。

4 结语

矿产资源开采是一项危险性极高的作业，不仅在矿产开采过程中存在风险，在后期也会对矿山带来一定危险，矿山地质区域极易发生灾害事故，为了降低矿山地质灾害的危险性，提出复杂地形区矿山地质灾害类型分析及危险性评估。文章分析了几种常见的地质灾害类型，并解读了危险性评估方法。虽然本文在理论上取得了一定结果，但未进行实验验证，这是本文的不足之处，这一问题将在未来研究中进行有针对性的分析。