礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及措施分析

徐 輝，于樹(shù)賓

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)，山東 滕州 277500）

能源開(kāi)采事業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，它為人們謀取福利，提供就業(yè)崗位，增加我國(guó)出口量以及經(jīng)濟(jì)收入，保持較高的生活水平與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中占有重要的位置[1]。然而，在礦山開(kāi)采過(guò)程中，由于自然地理因素或是人為因素，引發(fā)的一系列地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)卦斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，危害人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。礦山在提供巨大社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，由于目前開(kāi)采技術(shù)上的不足，對(duì)礦山周圍環(huán)境造成污染并誘發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡。越來(lái)越多的環(huán)境問(wèn)題不僅威脅到人民生命安全，同時(shí)嚴(yán)重制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

礦山的環(huán)境問(wèn)題是能源開(kāi)發(fā)中需要解決的首要問(wèn)題。減少和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害是解決上述問(wèn)題的主要途徑之一，減災(zāi)是涉及到經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，深化礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究，提高災(zāi)害預(yù)警能力是當(dāng)前目前礦山管理的研究重點(diǎn)和工作重點(diǎn)[2]。為有效減少和預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)環(huán)境治理是礦山開(kāi)采中不可回避的問(wèn)題，做到防患于未然是降低災(zāi)害損失的基本點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)。因此，在此次研究中完成礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及措施分析。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法設(shè)計(jì)

礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估主要是通過(guò)現(xiàn)狀評(píng)估、預(yù)測(cè)評(píng)估以及綜合評(píng)估的基礎(chǔ)上對(duì)礦山的地質(zhì)環(huán)境展開(kāi)分析，并提出相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施。

在此次評(píng)估方法設(shè)計(jì)中，以現(xiàn)場(chǎng)勘探數(shù)據(jù)為技術(shù)，使用相應(yīng)的評(píng)估理論以及方法進(jìn)行綜合研究，具體方法設(shè)計(jì)過(guò)程如下所示。

1.1 礦山地質(zhì)現(xiàn)狀分析

在此部分的評(píng)估過(guò)程中，主要對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型、特征以及成因展開(kāi)評(píng)估分析。通常情況下，礦山常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害主要為山體滑坡、坍塌為主。通過(guò)研究可知，這兩種地質(zhì)災(zāi)害主要由礦山斜坡的穩(wěn)定性控制。因此，在此次現(xiàn)狀評(píng)估中，設(shè)定礦山斜坡穩(wěn)定性作為評(píng)估結(jié)果的重要影響因素，具體影響因素及權(quán)重如下表所示。

表1 礦山現(xiàn)狀評(píng)估因素及比重

對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，完成評(píng)估過(guò)程。將評(píng)估結(jié)果設(shè)定為多種評(píng)估結(jié)果相結(jié)合的形式。通過(guò)評(píng)估地區(qū)的滑坡、泥石流、采空塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，確定評(píng)估地區(qū)的危險(xiǎn)性大小。

1.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

在此次研究中，將地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)6個(gè)因素層的指標(biāo)權(quán)重利用層次分析法，通過(guò)礦山實(shí)際開(kāi)采現(xiàn)狀以及地質(zhì)狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果，結(jié)合專家評(píng)分計(jì)算得到。在此次評(píng)分過(guò)程中邀請(qǐng)10位專家完成礦山災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)判打分工作，并建立層次分析法判斷矩陣，通過(guò)計(jì)算和檢驗(yàn)得到因素層的各專家權(quán)重值。僅僅上述設(shè)定部分，獲取到的評(píng)估數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度較差。因此，在此次設(shè)計(jì)中利用以物元可拓理論為基礎(chǔ)的專家效度方法，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正得到最終權(quán)重值，通過(guò)設(shè)定權(quán)重，獲取礦山地區(qū)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，完成礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估。

1.3 礦山地質(zhì)綜合評(píng)估

將上述獲取到的礦山地質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果與礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果相結(jié)合，得到礦山地質(zhì)綜合評(píng)估結(jié)果，采用關(guān)聯(lián)性計(jì)算的方式，得到礦山地質(zhì)危險(xiǎn)等級(jí)。在此次研究中，將礦山地質(zhì)危險(xiǎn)性分為4部分，具體內(nèi)容如下：①不危險(xiǎn)等級(jí)、②危險(xiǎn)等級(jí)、③較危險(xiǎn)等級(jí)、④重大危險(xiǎn)等級(jí)。采用單關(guān)聯(lián)計(jì)算可得到4個(gè)評(píng)估等級(jí)的關(guān)聯(lián)程度分別為-1.50、-.050、0.50、-0.25。由上述數(shù)據(jù)可確定礦山地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性。

為保證此次研究結(jié)果的可靠性與真實(shí)性，采用物元可拓理論評(píng)價(jià)方法，對(duì)上文中的專家打分結(jié)果展開(kāi)一致性檢驗(yàn)，將計(jì)算結(jié)果作為綜合評(píng)估中的主要指標(biāo)，提升評(píng)估結(jié)果的可靠性。將上述設(shè)定的3部分評(píng)估過(guò)程作為礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法主體內(nèi)容。至此，礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法設(shè)計(jì)完成。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施設(shè)計(jì)

在上文中，完成了礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法的設(shè)計(jì)過(guò)程，采用此方法可得到精確的礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果，并根據(jù)此結(jié)果設(shè)定地質(zhì)災(zāi)害防治措施，具體措施設(shè)定如下。

2.1 地質(zhì)填充恢復(fù)

目前對(duì)礦山地區(qū)的地質(zhì)填充方法主要包括填復(fù)墾法、壓力注漿法和地下采空區(qū)充填法等。通過(guò)文獻(xiàn)研究可知，礦山采空情況主要是因?yàn)閺牟傻V方法與工藝方面不足形成的空洞。因此，在此次研究中將三種修復(fù)方法相結(jié)合，對(duì)礦山地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行填充恢復(fù)。

使用三種方法相結(jié)合的形式，既解決了塌陷區(qū)復(fù)墾或生態(tài)恢復(fù)問(wèn)題，又解決了礦山固體廢棄物的處理問(wèn)題。在填充的過(guò)程中首先要擬定充填復(fù)墾法治理方案，而后選定合適的填料完成回填工作。為落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與科學(xué)發(fā)展觀，在此次設(shè)計(jì)中采用邊坡清理、卸載下來(lái)的巖土體進(jìn)行分層密實(shí)回填?？紤]到回填后的土地資源，回填結(jié)束后對(duì)礦區(qū)的植被進(jìn)行恢復(fù)?；謴?fù)植被過(guò)程中保持水分不會(huì)充分下滲，但不影響深部礦巷的正常運(yùn)行。在不影響經(jīng)濟(jì)收入的前提下，完成地質(zhì)恢復(fù)工作。

2.2 礦區(qū)植被恢復(fù)

在礦區(qū)植被恢復(fù)的過(guò)程中，采用碎石護(hù)坡、盲溝導(dǎo)水、植被固土、隨坡造景等一系列工程措施完成修復(fù)過(guò)程。在礦區(qū)植被恢復(fù)的同時(shí)，構(gòu)建礦區(qū)人文景觀。通過(guò)人文景觀與整治土地所形成的群落景觀相結(jié)合的形式，構(gòu)建既利于礦山環(huán)境保護(hù)與地質(zhì)災(zāi)害治理，又能有效保護(hù)和科學(xué)利用礦業(yè)遺跡的綠色礦山公園，并將此治理過(guò)程推廣到相應(yīng)的礦山治理工作中。

植被的恢復(fù)采用政府補(bǔ)償與市場(chǎng)補(bǔ)償相結(jié)合為手段，建設(shè)礦產(chǎn)資源保護(hù)性開(kāi)發(fā)的補(bǔ)償機(jī)制。通過(guò)此設(shè)定，保護(hù)礦山當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

與此同時(shí)，通過(guò)此機(jī)制設(shè)定合理的礦山植被治理方案，降低地質(zhì)危害的損失。選定合適的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)植被的種植?？紤]礦區(qū)植被修復(fù)工作量較大，為提高苗木成活率，選定黑麥草與百喜草作為主要種植植被。

2.3 構(gòu)建排水系統(tǒng)

通過(guò)研究可知，大部分的礦山地質(zhì)災(zāi)害均發(fā)生于雨季，由此可知排水對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的重要性。因此，提出構(gòu)建排水系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施。

在此次設(shè)計(jì)中，將排水工程設(shè)定為地表排水和地下排水兩部分。由于礦區(qū)在長(zhǎng)期的開(kāi)采活動(dòng)下，出現(xiàn)大量地下水不斷向地表塌陷坑及地下采空區(qū)排泄的地帶。因此，治理區(qū)排水系統(tǒng)主要為地表防排水。根據(jù)礦山的地質(zhì)條件與地形特征，結(jié)合“截(排)水溝”排水系統(tǒng)，對(duì)礦區(qū)的地表水進(jìn)行攔截。在地質(zhì)的變形區(qū)設(shè)定碎石盲溝+預(yù)制涵管排水系統(tǒng)，在地質(zhì)較為復(fù)雜的地區(qū)使用馬道平臺(tái)截(排)水溝排水系統(tǒng)。通過(guò)多種排水系統(tǒng)相結(jié)合的形式，提升礦山地區(qū)的排水能力，有效避免由于雨季帶來(lái)地質(zhì)災(zāi)害。

將上述設(shè)定的地質(zhì)災(zāi)害防治措施有序結(jié)合，完成礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，完成此次研究。在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中通過(guò)多種評(píng)估方式組合的形式，提升評(píng)估結(jié)果的可信度。

同時(shí)，在評(píng)估方法基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納、論述分析，總結(jié)并深入研究礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的對(duì)策，為日后的礦山環(huán)境治理與保護(hù)提供理論基礎(chǔ)。

此次研究因時(shí)間問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)踐測(cè)試，在日后的研究中，應(yīng)對(duì)此方法與措施展開(kāi)全面的測(cè)試，以保證此次研究中設(shè)計(jì)結(jié)果的可行性與有效性。