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矿山地质灾害成因及其勘查方法

2018-10-08管庆军

商情 2018年43期
关键词:岩土矿山勘查

管庆军

【摘要】针对矿山地质灾害成因和勘查方法相关内容,做了简单的论述,提出了勘查作业策略。明确矿山地质灾害成因,对顺利开展防灾工作具有重要意义。基于此,深度分析此课题,提出有效的勘查方法,推动矿山地质灾害治理工作的顺利开展,具有很强的现实意义。

【关键词】矿山地质灾害 灾害成因 勘查方法 3S技术

我国幅员辽阔,矿山类型较多,矿山地质灾害问题也较多。从当前矿山地质灾害情况来说较为严峻。因为无论是社会经济文化,还是生态环境,都和矿山有着密切的关系。特别是城市建设受矿山地质灾害的影响很大。因为采矿会改变矿产条件和地质环境,进而引发各类灾害。基于此,要做好灾害防治工作。

一、地质灾害概述

矿山地质灾害是地质灾害的一个重要分支,当前,我国矿山地质灾害具有种类多,分布广,影响大,潜在灾害隐患突出,且金属矿山重于非金属矿山;矿山地质灾害的类型与矿山规模、采矿方式、矿物类型和地理位置密切相关。合理有效地利用资源、保护矿山环境、加强监测和信息管理、防范矿山地质灾害,可以保证采矿业的可持续发展战略。随着社会的进步、环境逐渐被破坏、地质灾害经常发生。地质灾害实际上是在自然或人为因素影响下形成的地质过程(现象),对人类生命财产和环境造成损害和损失。地质灾害的发生有两方面的原因:首先,它是由不可抗力的自然因素造成的,其次是人为建设活动引发的,如兴建水利工程、架桥、修路引发的地质灾害(滑坡、塌陷等)。

二、矿山地质灾害成因分析

采矿活动:由于采矿活动的开展,使得地区地下和地表岩石圈层产生形变,引发灾难性后果。主要灾害如下:诱发性地震;断层错位;泥石流灾害。

地下水位异变:在矿山开采作业中,深层开采作业,使得地下水自由浅水层或者承压含水层结构,遭到一定的破坏,引发结构失稳情况,造成地下水位以及矿山地质环境变化,引发灾害性后果。具体灾害如下:异变灾害和矿井突水等;坑内涌浆;水土流失。

矿体内因引起的灾害:瓦斯爆炸和矿坑火灾这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。地热随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。矿山地热灾害导致矿工劳动环境恶劣,严重影响了有关矿山的正常生产。

三、矿山地质灾害勘查常用技术

1.3S技术

在矿山地质灾害勘探中,可以利用遥感技术、GPS技术和GIS技术获得良好的勘探效果。其中,RS技术的应用,能够对矿产环境地质,进行宏观解释,精准生产卫星效果,提高矿产环境地质勘查水平。在矿山地质灾害勘查作业中,应用RS技术,获得勘查信息,能够直接反映矿山情况,提高勘查作业工作效率。而GIS技术和GPS技术的应用,能够扩大矿山地质勘查范围,提升数据信息的精准性,便于矿山地质灾害的全气候勘查。

2.水文地质勘查

开展水文地质勘查作业,主要是依据相关信息,判断岩土力学结构。基于岩土结构稳定性分析的结果,可以准确预测矿山地质灾害。在分析水文地质信息和岩土信息的基础上,结合试验方法的应用,对矿山地质灾害进行预判。目前,多采取水质测试和浸泡试验等,开展水文地质分析,明确矿山地质承载能力,进而全面掌控各类地质灾害问题。

3.地球物理勘查法

目前,常用高密度电阻率法以及浅层地震法,开展矿山地质灾害勘查。其中,前者的应用原理为:利用岩土的导电性,开展物理试验。在进行矿产开采作业时,选择矿山岩土区域,依据岩土导电性,测试岩土体之间的导电数值,利用物理比值法,准确记录各类信息。因为岩土体不同,其导电性能差异,主要通过电性变化表现出来,通过对比分析数值,分析差异,便能够定位潜在地质灾害发生的位置,进而在开采过程中,合理规避此活动。后者的应用原理为:采取模拟地震波的方法,开展矿山地质灾害勘查作业。利用科技手段,引起地震波,观察地震波变化情况进行判定。

四、矿山地质灾害勘查和防治实例分析

结合某矿区,对勘查技术在矿山地质灾害勘查中的应用,进行全面分析。此区域面积约为16km2,经过多年开采后,出现了严重的地质灾害问题,危害群众生产以及生活。现结合此项目,对遥感技术的应用,做如下分析。

1.影像获取

矿区遥感影像资料的获取,使用的是固定翼无人机航摄系统,选择DB-Ⅱ型无人机,使用佳能EOS5DnarkⅡ定焦数码相机,作为传感器。按照比例尺以及遥感测量精度要求,明确地面分辨率参数为0.10m,绝对航高为3050m,相对航高为550m。此次遥感摄影任务,设计2个架次飞行,总计21条航线,航向和旁向重叠度具体为70%和40%,航线之间的距离为220m,曝光间隔参数为70m,总航程为140km,总计获得遥感照片1762张。

2.数据处理

基于航空摄影数据和相位控制结果,基于全数字摄影测量工作站,使用PicelGrid软件,执行三维测量计算并生成比例为1:1000的区域数字正射影像图,分辨率为0.10m。数据处理流程如下:数据准备;空三加密;构建立体模型;核线影像生成;匹配预处理;匹配结果编辑;DM生成;DOM生成;成果检查。

3.地质灾害遥感解译

这种解释工作使用数字正射影像作为分析的底图。利用Ars-GIS软件,作为分析平台,构建解译标志,开展初步解译。经过野外调查验证后,生成最终成果。解译工作流程如下:准备正射影像资料和相关资料;开展资料分析,构建遥感解译标志;初步解译;野外验证;详细解译、修正初步解译成果;综合分析,输出解译成果。结合区域地质背景资料,明确此研究区域主要地质灾害包括滑坡灾害和不稳定斜坡灾害等。

结束语:综上所述,通过对矿山地质灾害成因的分析,探讨了矿山地质灾害勘探中常用的技术手段。并结合实际工程案例,分析了遥感技术在矿山地质灾害勘探中的具体应用。从实践效果來说,利用现代化勘查技术,能够明确矿山地质灾害实际情况。

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