嚴 優(yōu)

（成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

1 云南蘆子園鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

1.1 鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測體系

地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測是一個綜合評價指標(biāo)的選擇過程。預(yù)測模型作出的評價都是在一定元素集的基礎(chǔ)上進行的，這就是所謂的指標(biāo)體系。指標(biāo)數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，指標(biāo)過多容易產(chǎn)生重復(fù)指標(biāo)，對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性存在影響，相反，指標(biāo)太少又不具備代表性和說服性[1]。因此，指標(biāo)的選擇和指標(biāo)體系的建立關(guān)系著礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測的可靠性。因此，各指標(biāo)的選擇應(yīng)與評價對象具有一定關(guān)系?？茖W(xué)、正確地利用這些關(guān)聯(lián)信息，對各種指標(biāo)進行分析和選擇。礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成受多種因素的影響制約，包括地理地質(zhì)的影響及人類活動帶來的影響等，涉及多種因素，涵蓋范圍廣，但各種原因在不一樣的條件下對鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的影響也不一樣。因此，在地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測中，考慮所有因素不是明智之舉，需要根據(jù)研究區(qū)域的特點適當(dāng)選擇評價指標(biāo)。指標(biāo)選擇應(yīng)遵循以下原則[2]。

（1）科學(xué)原理。評價指標(biāo)體系應(yīng)反映礦山地質(zhì)災(zāi)害的各個方面，且要具備理論證實。首先評價指標(biāo)預(yù)測的構(gòu)成必須是有層次、有目標(biāo)的，目標(biāo)要明確，層次要清晰，系統(tǒng)要成體系。其次，就是指標(biāo)要素的規(guī)范，其要確保獨立性和唯一性，不可被輕易取代。最后在評價預(yù)測的選擇上要根據(jù)學(xué)科或研究領(lǐng)域內(nèi)專家所給予的意見多次修改。除此之外，預(yù)測模型務(wù)必要有科學(xué)性和準(zhǔn)確性，用來確保鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測結(jié)果的客觀性和真實性。

（2）可操控且有用處。建立具體指標(biāo)體系的目的是推進鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測，因此關(guān)鍵考慮的問題就是體系的可操作性和實用性。第一步要選擇評價指標(biāo)因子，因子要方便取得和計數(shù)。第二步，指標(biāo)因子的選擇要與鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成原因及發(fā)展動態(tài)有一定關(guān)聯(lián)。

（3）要樹立原則。選擇影響礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的主導(dǎo)因素，充分考慮各因素之間的關(guān)系。研究鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害和各類因素造成的受災(zāi)程度，考慮它們之間存在的關(guān)聯(lián)。

（4）主導(dǎo)地位的原則。礦山地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境較多，但各地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境對風(fēng)險的貢獻率各不相同，因此應(yīng)選擇具有代表性的評價指標(biāo)因子。通過數(shù)據(jù)收集、整理和篩選，了解主要因素對鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性的控制效果，篩選合適的因子，提高體系有效性和準(zhǔn)確性。

按照以上原則，結(jié)合鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律特征，建立云南省蘆子園鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評價指標(biāo)結(jié)構(gòu)體系，如圖1所示。

圖1 云南蘆子園鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測指標(biāo)體系圖

根據(jù)上圖所展示的過程，可知坡度指標(biāo)也是很關(guān)鍵的一種控制因素。可將地面坡度直屬看看作地表上具體某一個點的角度。S為存在坡度的夾角，為計算出高度最大的變化比，其計算公式如下式1：

式中，p、q均為四個方向的高程變化率，s是坡度值。ArcGIS軟件可很好地提取地質(zhì)因子，在3X3的窗口之中，它會對等待處理的圖像進行表面局部模擬。

1.2 鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價

在進行鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測過程中，最重要的工作就是單元評價。提取指標(biāo)的難度會因為劃分方式的不同而產(chǎn)生不一樣的結(jié)果，會嚴重干擾最終結(jié)果的合理性。目前有坡度單元、行政區(qū)劃單元、地形單元和規(guī)則網(wǎng)格法。在這些方法中，邊坡單元以單個邊坡為評價單元，但劃分過程復(fù)雜且容易產(chǎn)生誤差。行政區(qū)劃相對穩(wěn)定，但與條件下的區(qū)域背景毫不相關(guān)；地貌單元的劃分與區(qū)域地形有關(guān)，但由于觀點不同，地貌單元的劃分往往是不同的，將研究區(qū)域劃分為規(guī)則單元網(wǎng)格，其結(jié)構(gòu)具有易于實現(xiàn)、算法簡單、方便修改、擴展輕松的特點，并且結(jié)果也較為直白。

因此，本文采用正則網(wǎng)格法劃分評價單元。在實際工作中，這也是非常重要的確定正則網(wǎng)格單元的大小的方式，如果太大不能保證精度，如果太小會增加計算量，毫無意義。在ArcGIS的LAM中使用量化單元格進行分類，然后根據(jù)ArcGIS軟件的統(tǒng)計分析功能找到邊界點，并結(jié)合實地調(diào)查情況進行調(diào)整。最后得到礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分類表，如表1所示。

表1 信息量法計算礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性等級分類表

影響礦山地質(zhì)災(zāi)害的因素很多。根據(jù)云南蘆子園鉛鋅礦區(qū)域背景和礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，建立合理的評價指標(biāo)體系。對已建立的礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測指標(biāo)體系進行調(diào)整，得到加權(quán)平均法評價指標(biāo)體系。云南蘆子園鉛鋅礦區(qū)控制因素的地質(zhì)災(zāi)害指標(biāo)分別為誘發(fā)因素、歷史災(zāi)害和控制因素。誘發(fā)因素和控制因素又可分為多個小層面，比如鉛鋅礦密度、邊坡斷層、地層巖性、降水量、采礦工程等。

2 云南蘆子園鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性防治對策研究

鉛鋅礦區(qū)崩塌、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在堆放廢棄物的石場、坑道和礦用公路高邊坡段。石籠擋土墻建在矸石場腳下、平硐口、礦山公路高邊坡段；鑒于一些廢渣場的擴建太長，還需在里面建一個等級石籠擋土墻(約30m)。石籠網(wǎng)石籠材料選擇熱浸鍍鋅低碳鋼絲，用機器織扭曲的六角網(wǎng)，過程是第一個熱鍍鋁鋅涂塑編織后，模型LW90×90(±5mm)，網(wǎng)格是90 mm×90mm(±3mm)，網(wǎng)孔直徑φ2.6mm，邊緣直徑φ3.2mm，網(wǎng)狀限制偏差：±5%。為防止塌方、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，在廢石場、坑道和礦山公路高邊坡段周圍修建切溝，以減少地表徑流對不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)物的侵蝕。

完善鉛鋅礦污水系統(tǒng)，將污水導(dǎo)入廢水池重復(fù)利用；及時處理工業(yè)及生活垃圾和廢水污水，防止二次污染；清理排水溝，保持暢通防止泄漏；定期進行水質(zhì)監(jiān)測和水樣測試。坑內(nèi)最少有20m的回填，確保穩(wěn)定性；修筑至少1m厚的砂漿墻，堵塞坑道，設(shè)置排水孔，利于排泄廢水；設(shè)置標(biāo)志，警示無關(guān)人員靠近。加大中部礦區(qū)水文地質(zhì)勘查力度，長期監(jiān)測地下水。在裂隙密集或水文地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，應(yīng)避免或繞過開采措施。

鉛鋅礦區(qū)地形單一，巖性變化大巖石堅硬穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)條件好，水文地質(zhì)條件好。礦井中存在小規(guī)模的塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，但災(zāi)害較輕，危害及危險程度小，影響較輕。該礦可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害有塌方、山體滑坡、泥石流、地下水污染、采空區(qū)地面塌陷(沉降)和礦井突水等。發(fā)生概率、危害程度小到中等，影響程度嚴重，于是提出封堵和回填等防治工程措施。針對鉛鋅礦區(qū)開采造成的破壞污染等問題，建議根據(jù)鉛鋅礦區(qū)的具體情況采用新的開采技術(shù)，加強廢渣的利用率。

3 結(jié)語

云南蘆子園鉛鋅礦是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)。云南蘆子園鉛鋅礦地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險評估已成為當(dāng)前礦山地質(zhì)環(huán)境保護工作的重點。首先，本文收集地理和地質(zhì)、遙感圖像等數(shù)據(jù)信息，然后提取信息對礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用狀況進行研究，采用信息含量法和加權(quán)平均法對研究區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險進行評價，并進行對比驗證。根據(jù)云南蘆子園鉛鋅礦地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)評價結(jié)果，提出可行的防治對策和建議。本文對研究區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測進行了研究，取得了一定成果，但要使我國礦業(yè)繼續(xù)發(fā)展，還需要進一步的研究和改進。