矿山开采区重大地质灾害监测与治理方法研究

黄 宇

（中国建筑材料工业地质勘查中心广西总队，广西 桂林 541002）

矿产资源是工业生产的原料，是社会发展的物质基础，矿山的开发和开采有利于经济的快速发展，但矿山的开采势必会对周围的环境造成破坏。在这种情况下，经济发展与环境保护之间就产生了矛盾，而且环境破坏不利于可持续发展。因此，必须改变不合理的开采方式，监测企业是否存在偷采盗采行为，并针对矿山的环境污染和地质破坏问题，提出有效的治理措施[1]。目前，矿山开采引发的地质灾害包括山体滑坡、崩塌和地下水渗漏等，土质稀松的地区还会造成水土流失，矿山周围的居民的饮用水也可能因为矿山开采造成水体污染，严重影响居民的生活质量。现阶段可持续发展是各行各业的发展标准，绿水青山也是应该进行保护的对象。经济发展和生态环境保护两手抓，矿山的地质环境应进行治理[2]。矿山的地质灾害分为两类，突发性地质灾害常见的有地震、山体崩塌、泥石流等，此类地质灾害事发突然，工作人员和周围的居民如不能快速撤离会造成生命财产安全。而递进性灾害包括地面沉降等。土质改变则是由于人为行为造成的渐变性地质灾害，过程缓慢容易察觉[3]。因此只要通过先进的技术监测出矿山开采地质灾害，就能有效地避免并采取措施。基于此，本文对矿山开采区重大地质灾害监测与治理方法进行了研究。

1 对矿山开采区灾害监测进行划分

1.1 数据校验

一般而言，遥感是地质灾害的监测的主要方法。在成像过程中，地质灾害的影像会因为位置偏移发生几何畸变，导致比例失调影像失真并发生图像压缩和变形。因此需要对遥感图像的精度进行调整。首先需要注意的是，相关数据需要满足监测精度，为此，需要对影像进行几何精度校验，提升遥感影像分辨率[4]。要求精度达到2.0m，并将影像的比例尺定为1：25000。该比例尺的地形图精度控制在5.21-2.31m之间，校验公式为：

ΔX为拍摄影像与真实影像的数据差，ΔY是比例尺定为1：25000的地形图下的拍摄影像与真实影像的数据差。P为校验结果，校验精度为：

其中，n为监测点的个数，G为校验精度。根据各县市面积大小不同，控制点标定数量也不同，最低控制点数量设定在，监测点在监测区域中分布要均匀，只有保证监测点的数量在单位面积12以上才能保证监测精度。

1.2 基于精准数据进行灾害分区

在具体监测过程中，需要利用远程遥感技术对峦山开采区的地质灾害根源进行排查。根据排查地区的气候状况，如降雨量和地下构造程度进行判断，还要收集历史数据，计算平均降水量[5]。历史数据可以查阅当地的气象网站，实时数据可以从当地的气象站获得，利用卫星以监测当地的降雨强度。最终通过软件分析获得地质灾害产生的主要原因，了解当地常见的地质灾害，并针对地质灾害规模对目标区域进行调查，排除潜在地质灾害的同时将地质灾害的规模及形成原因划分灾害的风险区。

2 对地质灾害进行动态监测

突发性地质灾害是由于地质体缓慢蠕动导致质变产生的，地质在一定时期内发生变化是正常的现象，但如果在短期内蠕动速率突增则会使地质的稳定性降低，从而发生灾害[6]。因此在监测工作中，需要使用遥感技术进行灾体地质蠕动实时监测，动态监测数据是地质灾害治理工作的参考数据，一旦发现监测数据的变化范围超出标准，就要根据准确的数据进行预警，做好地质灾害的防范，合理安排人员疏散，将损失和损害降到最低。

3 基于监测数据对灾害特征进行治理

在地质灾害中，滑坡是危险性仅次于地震的地质灾害，属于突发性地质灾害，一旦大规模发生会使矿山及其周边地区产生严重的经济损失，因此对滑坡灾害的防治显得尤为重要。数字监测滑坡技术可以与GIS定位技术相结合，将地理信息整合在一起，根据地质的形变与历史信息的对比，判断滑坡灾害的发生概率。目前，矿山开采区的灾害治理主要依靠航片进行确认，但在治理时可以通过遥感技术降低航片的确认难度。采用数据分析法制定有针对性的治理措施，提升灾害治理的效率，矿山地质灾害可以通过水土保持的技术避免，在降雨冲刷、强风和重力的作用下会产生水土流失现象。同时，地质灾害治理中最重要的环节就是水土流失的治理，而遥感的高分辨技术可以监测土壤坡面侵蚀程度，并根据数据进行修复。从而在估算水土流失的基础上，及时对灾害进行预防，从根本上减少矿山地区地质灾害发生的概率。

4 实例分析

为了验证本文设计方法对矿山开采区重大地质灾害的监测效果，将该方法应用于实际的地质灾害治理中，观察该方法的治理效果。

4.1 矿区概况

某地区的矿产资源丰富，矿山分布集中且矿产类型齐全，矿层较浅比较易于开采。而且主要矿产为金属矿和能源矿，金属矿包括贵金属和稀有金属，同时该矿区的铁矿数量最多，占该地区总矿藏的86%。此外，该地区的年降水量在1800mm左右，矿山开采导致土体松动，在河流、雨水的作用下发生土壤位移，降水量大的矿区很容易发生滑坡现象。除了雨水冲刷之外，松散岩土体在重力的作用下，摩擦力降低，抗剪切强度较低，粘聚力缺失，更加剧了滑坡灾害的发生。再加上矿山一般因为长期作业等原因，植被覆盖率较低，土壤缺失根系的固定，土壤比较松散容易受到外力影响，相比于其他地区，滑坡隐患更大。

该地区的矿山位于远离居民区的地方，风险集中在采矿人员身上，矿区最常发生的地质隐患为崩塌和滑坡。发生崩塌的地貌如图1所示。

图1 崩塌灾害发生后的地貌

该地区矿山的地质环境较差，该地自响应政府号召后，便开始对矿山地区的地貌采取措施进行治理和恢复，以尽量避免土地沙漠化、滑坡、崩塌等地质灾害的出现。

4.2 应用结果

采用本文设计的检测治理方式对矿区的地质灾害进行监测和治理，最终得出治理结果如表1所示：

表1 治理前后的环境变化（%）

通过表1的应用结果数据可以看出，在治理前，无影响区的占比仅为21%，矿山环境影响一般的占比57%，矿山环境影响较重的地区高达16%。在进行地质灾害治理后，矿山环境影响较重的地区占比下降到6%，无影响区的比例上升到54%。

5 结语

本文设计的方法利用了现代化技术对矿山的数量和开发面积进行监测，并对矿山的违法开采行为进行警告。针对矿山产生的地质问题进行有效治理，实现了矿山的可持续发展。