管慶軍
【摘要】針對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害成因和勘查方法相關(guān)內(nèi)容,做了簡(jiǎn)單的論述,提出了勘查作業(yè)策略。明確礦山地質(zhì)災(zāi)害成因,對(duì)順利開展防災(zāi)工作具有重要意義?;诖耍疃确治龃苏n題,提出有效的勘查方法,推動(dòng)礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工作的順利開展,具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】礦山地質(zhì)災(zāi)害 災(zāi)害成因 勘查方法 3S技術(shù)
我國(guó)幅員遼闊,礦山類型較多,礦山地質(zhì)災(zāi)害問題也較多。從當(dāng)前礦山地質(zhì)災(zāi)害情況來說較為嚴(yán)峻。因?yàn)闊o論是社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化,還是生態(tài)環(huán)境,都和礦山有著密切的關(guān)系。特別是城市建設(shè)受礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響很大。因?yàn)椴傻V會(huì)改變礦產(chǎn)條件和地質(zhì)環(huán)境,進(jìn)而引發(fā)各類災(zāi)害。基于此,要做好災(zāi)害防治工作。
一、地質(zhì)災(zāi)害概述
礦山地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要分支,當(dāng)前,我國(guó)礦山地質(zhì)災(zāi)害具有種類多,分布廣,影響大,潛在災(zāi)害隱患突出,且金屬礦山重于非金屬礦山;礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型與礦山規(guī)模、采礦方式、礦物類型和地理位置密切相關(guān)。合理有效地利用資源、保護(hù)礦山環(huán)境、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和信息管理、防范礦山地質(zhì)災(zāi)害,可以保證采礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。隨著社會(huì)的進(jìn)步、環(huán)境逐漸被破壞、地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際上是在自然或人為因素影響下形成的地質(zhì)過程(現(xiàn)象),對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)和環(huán)境造成損害和損失。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有兩方面的原因:首先,它是由不可抗力的自然因素造成的,其次是人為建設(shè)活動(dòng)引發(fā)的,如興建水利工程、架橋、修路引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害(滑坡、塌陷等)。
二、礦山地質(zhì)災(zāi)害成因分析
采礦活動(dòng):由于采礦活動(dòng)的開展,使得地區(qū)地下和地表巖石圈層產(chǎn)生形變,引發(fā)災(zāi)難性后果。主要災(zāi)害如下:誘發(fā)性地震;斷層錯(cuò)位;泥石流災(zāi)害。
地下水位異變:在礦山開采作業(yè)中,深層開采作業(yè),使得地下水自由淺水層或者承壓含水層結(jié)構(gòu),遭到一定的破壞,引發(fā)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)情況,造成地下水位以及礦山地質(zhì)環(huán)境變化,引發(fā)災(zāi)害性后果。具體災(zāi)害如下:異變?yōu)暮偷V井突水等;坑內(nèi)涌漿;水土流失。
礦體內(nèi)因引起的災(zāi)害:瓦斯爆炸和礦坑火災(zāi)這種災(zāi)害最常見于煤礦。由于通風(fēng)不良,使瓦斯積聚發(fā)生爆炸,造成井下作業(yè)人員傷亡,礦井被毀;礦坑火災(zāi)除見于煤礦外,也見于一些硫化礦床。因硫化物氧化生熱,在熱量聚積到一定程度時(shí)則發(fā)生自燃,引發(fā)礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的危害極大,而且還嚴(yán)重?fù)p耗地下礦產(chǎn)資源,如有的煤礦在地下已燃燒上百年,其資源損耗量十分巨大,使當(dāng)?shù)貧夂虬l(fā)生改變,農(nóng)作物和樹木大量死亡,田地荒蕪,環(huán)境嚴(yán)重惡化。地?zé)犭S著開采深度加大,地?zé)嵛:Σ粩嗉觿 N覈?guó)已有許多礦山開采深度達(dá)到800m以下,礦山因含硫量高,開采深度又大,地溫非常高。礦山地?zé)釣?zāi)害導(dǎo)致礦工勞動(dòng)環(huán)境惡劣,嚴(yán)重影響了有關(guān)礦山的正常生產(chǎn)。
三、礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查常用技術(shù)
1.3S技術(shù)
在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中,可以利用遙感技術(shù)、GPS技術(shù)和GIS技術(shù)獲得良好的勘探效果。其中,RS技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)ΦV產(chǎn)環(huán)境地質(zhì),進(jìn)行宏觀解釋,精準(zhǔn)生產(chǎn)衛(wèi)星效果,提高礦產(chǎn)環(huán)境地質(zhì)勘查水平。在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查作業(yè)中,應(yīng)用RS技術(shù),獲得勘查信息,能夠直接反映礦山情況,提高勘查作業(yè)工作效率。而GIS技術(shù)和GPS技術(shù)的應(yīng)用,能夠擴(kuò)大礦山地質(zhì)勘查范圍,提升數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性,便于礦山地質(zhì)災(zāi)害的全氣候勘查。
2.水文地質(zhì)勘查
開展水文地質(zhì)勘查作業(yè),主要是依據(jù)相關(guān)信息,判斷巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)?;趲r土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的結(jié)果,可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦山地質(zhì)災(zāi)害。在分析水文地質(zhì)信息和巖土信息的基礎(chǔ)上,結(jié)合試驗(yàn)方法的應(yīng)用,對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)判。目前,多采取水質(zhì)測(cè)試和浸泡試驗(yàn)等,開展水文地質(zhì)分析,明確礦山地質(zhì)承載能力,進(jìn)而全面掌控各類地質(zhì)災(zāi)害問題。
3.地球物理勘查法
目前,常用高密度電阻率法以及淺層地震法,開展礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查。其中,前者的應(yīng)用原理為:利用巖土的導(dǎo)電性,開展物理試驗(yàn)。在進(jìn)行礦產(chǎn)開采作業(yè)時(shí),選擇礦山巖土區(qū)域,依據(jù)巖土導(dǎo)電性,測(cè)試巖土體之間的導(dǎo)電數(shù)值,利用物理比值法,準(zhǔn)確記錄各類信息。因?yàn)閹r土體不同,其導(dǎo)電性能差異,主要通過電性變化表現(xiàn)出來,通過對(duì)比分析數(shù)值,分析差異,便能夠定位潛在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的位置,進(jìn)而在開采過程中,合理規(guī)避此活動(dòng)。后者的應(yīng)用原理為:采取模擬地震波的方法,開展礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查作業(yè)。利用科技手段,引起地震波,觀察地震波變化情況進(jìn)行判定。
四、礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查和防治實(shí)例分析
結(jié)合某礦區(qū),對(duì)勘查技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用,進(jìn)行全面分析。此區(qū)域面積約為16km2,經(jīng)過多年開采后,出現(xiàn)了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問題,危害群眾生產(chǎn)以及生活?,F(xiàn)結(jié)合此項(xiàng)目,對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用,做如下分析。
1.影像獲取
礦區(qū)遙感影像資料的獲取,使用的是固定翼無人機(jī)航攝系統(tǒng),選擇DB-Ⅱ型無人機(jī),使用佳能EOS5DnarkⅡ定焦數(shù)碼相機(jī),作為傳感器。按照比例尺以及遙感測(cè)量精度要求,明確地面分辨率參數(shù)為0.10m,絕對(duì)航高為3050m,相對(duì)航高為550m。此次遙感攝影任務(wù),設(shè)計(jì)2個(gè)架次飛行,總計(jì)21條航線,航向和旁向重疊度具體為70%和40%,航線之間的距離為220m,曝光間隔參數(shù)為70m,總航程為140km,總計(jì)獲得遙感照片1762張。
2.數(shù)據(jù)處理
基于航空攝影數(shù)據(jù)和相位控制結(jié)果,基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站,使用PicelGrid軟件,執(zhí)行三維測(cè)量計(jì)算并生成比例為1:1000的區(qū)域數(shù)字正射影像圖,分辨率為0.10m。數(shù)據(jù)處理流程如下:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備;空三加密;構(gòu)建立體模型;核線影像生成;匹配預(yù)處理;匹配結(jié)果編輯;DM生成;DOM生成;成果檢查。
3.地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯
這種解釋工作使用數(shù)字正射影像作為分析的底圖。利用Ars-GIS軟件,作為分析平臺(tái),構(gòu)建解譯標(biāo)志,開展初步解譯。經(jīng)過野外調(diào)查驗(yàn)證后,生成最終成果。解譯工作流程如下:準(zhǔn)備正射影像資料和相關(guān)資料;開展資料分析,構(gòu)建遙感解譯標(biāo)志;初步解譯;野外驗(yàn)證;詳細(xì)解譯、修正初步解譯成果;綜合分析,輸出解譯成果。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景資料,明確此研究區(qū)域主要地質(zhì)災(zāi)害包括滑坡災(zāi)害和不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害等。
結(jié)束語(yǔ):綜上所述,通過對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害成因的分析,探討了礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中常用的技術(shù)手段。并結(jié)合實(shí)際工程案例,分析了遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探中的具體應(yīng)用。從實(shí)踐效果來說,利用現(xiàn)代化勘查技術(shù),能夠明確礦山地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際情況。