金属矿山地质灾害分析:GIS在金属矿山地质灾害信息管理中的应用

摘要：以广西大厂锡矿山矿区为范例，在VB环境下进行组件式GIS二次开发，建立了金属矿山地质灾害信息管理系统，对地质灾害信息进行方便、快速、有效的管理。解决了我国金属矿山以往普遍采用的人工记录、档案管理模式中的管理不便、使用不便的问题。便于发现地质灾害与其他因素的内在联系，总结灾害发生的规律，对矿山的防灾、减灾以及灾害损失评估具有重要意义。

关键词：GIS；金属矿山；地质灾害；信息管理系统

1 引言

广西区南丹县的大厂锡矿是广西较大的有色金属产区，也是突发性地质灾害重灾区。以往对灾害信息资料的管理都是采用人工记录，档案管理的模式[1]。随着时间的推移，积累了大量的灾害数据资料，这些资料中含有大量有价值的信息，通过总结分析，可以找到地质灾害与其他环境因素的内在联系，发现灾害发生的规律，对当前矿山地质灾害的防治、预警和受灾损失评估都有很大的帮助。但档案式管理有很多弊端，翻阅和查找都相当费时费力，使得这些资源得不到及时有效的管理和利用，也难以发现其中的规律。地质灾害信息管理系统的开发，充分解决了档案式管理模式中的这些矛盾。

2 系统开发的目标

该系统的主要目标为：以广西大厂锡矿为示范矿山，以VB和组件式ArcGIS9.0为平台，开发大厂锡矿灾害信息管理系统，建立矿区地质资料数据库、图形图像库等，有效融合航天遥感资料、地面地质调查资料、矿山开发资料和地理资料等，达到动态、多维的反应灾害地质体的现状和演变过程，判断灾害地质体发展成灾的趋势。实现快速的灾害信息采集、存储、管理和检索，预测灾害突发成灾的影响范围和对矿山与周围地区的影响程度，进行概略的损失评估，为矿山灾害风险管理提供信息。

3 系统的总体架构设计

系统总体架构如图1所示，主要包括矿山属性数据管理、矿山空间信息管理、地质灾害三维模拟三大模块。

4 数据结构设计

数据是整个信息管理系统的基础，数据结构设计的优劣直接关系到整个信息管理系统的运行性能。地质灾害的数据的物理组成包括空间数据和数据库数据。针对矿山地质灾害数据的特点，确定使用如下几种数据结构：MXD地图文件、SXD三维场景文件、数据库文件、数据表、图层、图元。

文件是本系统管理的较高层对象，以矿点为单位，每个矿点建立一个MXD地图文档、一个SXD三维场景文件和一个Access数据库文件。

图1 系统的总体架构图

数据表是纪录同一类型信息的数据的集合，是组成数据库的基本单位。根据数据性质，本系统对不同类型的信息数据设计了对应的数据表[2]，见图2。

图2 数据表构成图

图层是表现同一类主体的要素集合，是构成地图文档的基本单位。不同类的主体具有不同的属性表，数据操作和管理也有很大的不同。为区分不同类的主体并便于对各类主体的属性进行独立操作，需要对不同主体的数据进行分层管理。系统中设计了如下图层，见图3。

图元是图形信息的最小单位，也是矢量图层的构成单位，由点、线、多边形三种基本类型。根据不同地物各自不同的特点，分别用不同类型的图元来表示。图元的编码在同一个MXD文档中要，不能重复。系统采用图层代号+图元代号+序号八位数字表示图元编码，前两位是图层代号，第三位是图元类型代号，后边几位表示图元序号，根据图元的数量来确定位数，并留出了一定的余地，以便系统将来进一步资料扩充。

图3 信息管理系统系统图层构成

5 系统各功能模块设计及实现

系统包括了三大功能模块，矿山地质灾害属性数据管理模块、矿山空间数据管理模块、模拟预测模块，针对各个模块的数据资料及功能特点，我们采取了不同的数据组织和开发策略。

矿山地质灾害属性数据管理模块主要包括矿山基础数据管理、矿山地质数据管理、矿山开采数据管理、矿山灾害数据管理。对这些属性数据主要采取数据库的形式存放管理。系统外挂了Access 数据库，将整个矿区的灾害属性数据，存放在数据库中，从系统中用ODBC连接数据库，进行相应的查询修改操作。这部分模块开发的主要功能有: 信息输入、数据修改等数据库管理子模块和向导式查询、SQL 查询、浏览式查询等子模块。

矿山空间数据管理模块包括、图像数据管理、空间属性数据查询三大模块。

图形、图像数据管理主要包括对系统中的地形图、地质图、行政区划图、遥感图像和地质影像数据的添加和删除。矿区提供了1∶1万的地形图、1∶1万大厂锡矿区地质图、相应区域的1∶1万DEM高程数据和行政区划图。在入库之前，要对纸质资料进行转化，用扫描仪将纸质图件扫描成能存储在计算机中的栅格影像。为了便于在以后的查询分析中使用方便，还要将这些栅格影像进行矢量化。矢量化采用ArcGIS自带的ArcScan组件来完成，首先对影像进行坐标配准，指定其坐标系统。然后根据不同的数据主体，分层进行矢量化。矢量化完成以后，对各矢量图层的属性表字段进行修改，并对图元进行编号，丰富完善属性数据，根据矿点位置分别存放成MXD文件。在VB环境中添加MapControl控件，并导入相应得MXD文档，调用相应的接口进行开发，实现相应的管理和查询功能。

空间属性数据查询主要是实现对系统中的空间数据库和属性数据库以及灾害数据库的数据查询和修改。这部分主要在VB环境下进行组件级二次开发，调用相应的接口，实现空间数据的查询、定位、地图漫游、缩放等功能。利用ArcGIS Engine 中的ToolBar控件可以方便的实现部分查询、漫游等功能。

模拟预测模块这部分主要包括三维地形模拟和尾砂库溃坝地质灾害演进动画模拟，主要实现地质灾害的分析评估功能，将地质与气象数据耦合，根据降雨量的不同，估算汇水量、溃坝淹没面积及经济损失。

图4 三维地形模拟

三维地形的模拟[3]是在ArcGIS中的ArcScene组件中完成的。首先在ArcScene中将矿区的DEM高程栅格数据导入，再将卫星遥感影像导入，将DEM栅格图像图层的属性中”Base Hight”设置为从DEM栅格数据层获得高程，这样栅格图像影像就变成了具有高程的三维地形了，在三维地形的表面再贴上遥感影像的纹理，就获得了比较逼真的三维地形模拟效果。将这个场景保存成SXD文档，在VB环境下利用SceneControl控件加载这个SXD文档，就在系统中获得了三维地形。如图4所示。

矿区尾矿库潜在的溃坝灾害，是对矿区较大的威胁。数十年来的矿山开采，形成了几十座大小不一的尾矿库，库容量较大的是车河灰岭尾矿库，设计总容量为3000多万立方米，库容量在百万立方米以上的尾矿库也不鲜见，这些尾矿库一旦在雨量过多时发生溃坝，危害巨大。这也是矿区重点防护的灾种。所以在系统中利用SceneControl控件开发了溃坝灾害动画演示模块，以帮助对溃坝灾害的分析评估。

6 结束语

本系统的成功开发，实现了矿区地质灾害信息数据的无纸化管理，极大地提高了数据信息录入和信息查询的速度，也方便了在海量信息中寻找地质灾害发生的规律。对溃坝灾害的动态三维演进模拟，为溃坝的危害提供了更直观的展示，也为矿区的地质灾害的预警和防灾提供了科学的有力的决策依据，提高了工作的效率。

金属矿山地质灾害分析:现代测绘技术在金属矿山地质灾害中的地位与应用分析

摘 要：我国地大物博，具有丰富的矿产资源。如今各行各业的发展都需要大量矿产支持，矿场资源的开采也逐渐进入白热化，但在开采的过程中经常会因地下大量的挖掘，破坏了原本山体或者地下的环境结构，引发挖掘经坍塌，内部岩石变形，或者一些自然环境的突然变化，这样的变化产生极大程度的影响到了地下开采人员的生命安全，也对开采所用的设备和所开采的矿区资源进行了危害，如今现代科技发达，人们地质灾害所产生的问题进行了分析和解决，现代测绘技术应运而生，本文就对现代测绘技术在金属矿山地质灾害中的地位和应用进行了解和分析。

关键词：现代测绘技术；金属矿山地质灾害；作用；应用分析

我国的经济迅猛发展，社会各界对矿产资源的使用量业日益增加，大量开采带来可观经济效益的同时，也带来了史无前例的恶劣环境问题，首先因为在开采过程中所产生的工业废水废料对地表的植物进行破坏，其次在地下大量开采的过程中，在地下环境中，形成大量的空洞，地下原有组织被更改，同时引起当地动植物的生存环境的改变，导致一些动植物有退化行为和数量上的锐减，这种因采矿而对地区产生的负面作用亟需解决，如今科技发达，矿山科技人员在对开采所产生的环境问题和地质灾害已经有了一个深入的了解，运用现代测绘技术对因采矿引起的副作用和灾害进行有效的防治。

1 金属矿山地质灾害防治及测绘技术的作用

1.1 金属矿山地质灾害防治现象

矿山的开发范围很广，其中金属矿山属于矿山环境工程中的一个分支，其产生的地质灾害也是十分严重的，在金属矿山的开采中，因为开采而引起的矿藏地貌改变，生长在矿藏之上地表的植被也相应的被破坏，危及到矿藏所在地区生态的平衡，这种残存的生态，在特殊天气的侵袭下会越来越严重，绿色植被无法生长，山体因为没有植物根系的保护，在阴雨天容易引发大面积的泥石流，危及到人们的生活生产安全，现今，在矿山开发的项目中金属矿山开采所引发的地质灾害比较严重，众多矿山已经对其存在的问题进行了及时的补救和改正，在这些工作中，主要从检测、研究、矿内地质稳定性方面着手。

1.2 测绘技术在地质灾害研究中的应用

测绘技术在金属矿山的地质灾害研究中，需要多方面知识的相结合，比如：关于所在矿区工程环境的分析、在采矿进行中所采取的方法、还有各种地质学、梳理知识的综合运用，这些知识的交叉运用，给测绘技术提供了重要的矿区信息可以更好的针对开采矿区进行监测。

虽然现代测绘技术已经在我国的防治工程中占有了一定的位置，但在金属矿山测量队伍中的使用率却不算乐观，很多金属矿山测量队还在使用传统的方法仪器对矿山的整体进行勘测，这就降低了勘测的度。

2 现代测绘技术的发展及在金属矿山地质灾害中应用展望

测绘科学作为一门古老的应用学科，在近二十年来由于电子技术与计算机技术、激光技术，卫星定位测量技术、遥感技术、计算机辅助设计技术，地理信息系统GIS技术、数据库技术、计算技术、无线电通信技术等的发展，导致了包括电子测距仪、全站仪，各种激光测绘仪器，机助制图系统，数字水准仪，电子测距三角高程，GPS测量，数字摄影测量，矿山形变监测网优化设计及平差处理技术，空间数据处理技术，矿山GTS等在内的一大批重要的测绘技术设备和方法的出现。也为金属矿山地质灾害研究中数据的及时、、自动获取、分析提供了技术保障。现简要介绍几种代表性的现代测绘技术：

2.1 卫星定位技术及在金属矿山地质灾害中的应用分析

目前GPS测量的作业模式主要有静态相对定位，快速静态相对定位及实时动态相对定位，定位，充分相对定位，伪动态相对定位，网络RTK等。对于高精度测量，主要采用前三种方法。

（1）GPS定位技术在形变监测中的应用中一个显著的前提为监测体为缓慢变形，并且无明显的崩塌陷落。在此基础上，可布设GPS观测点，这种方案具有小布设传统的变形监测控制网，能同时测定点的三维坐标数据，小需通视、全天候、自动化、不必进行高程转换等优点。但在矿山应用中也具有布点灵活性差（受地形植被限制），整体规划由于地形影响而导致函数关系复杂、误差源多的缺点。尽管如此，运用GPS进行变形监测的精度也能达到1-5mm，能满足金属矿山地质灾害监测的需要。

（2）将卫星定位系统融入于矿山地质灾害的测绘中，可以对矿山的整体数据进行计算测量，把已经发生的灾害程度、特征情况进行分析，再根据灾害地的地貌特征、体积的等等信息进行整合，随后制定解决方案。

（3）GPS技术高程测量中应注意的问题。由于坐标系统的小一致，观测误差等的影响，GPS技术在测量平面位置时的精度是的，但在高程测量上的精度不太。所以在GPS测量时要注意严格依照《GPS测量规范》执行，严格控制外业条件。如卫星高度角大于150，有效卫星数大于5，注意周围的电磁影响等，并且在采用精密星历进行解算。对测站的对中，天线高的量取等工作要十分仔细等。

2.2 影测量技术及其在金属矿山地质灾害防治中的应用

摄影测量技术由于高质量的摄影机和精密量测仪器的出现，计算机软件的发展，使人们能够采用严密的数学处理方法来模拟摄影测量中的系统误差，含摄影机镜头的畸变及底片的变形。从而测量精度和效率显著提高。目前空中摄影测量点位测定精度己可达2-4pm。地面摄影测量的精度可达到摄影距离的一几万分之一。由于摄影测量技术可以提供实时的三维空间信息，无需接触被测物体，以及野外工作量小，效率高和成果品种多等优点，因而在金属矿山地质灾害防治中有广泛的应用前景。

利用航空摄影测量可以进行金属矿山开采引起的整个大面积矿区的地形图、灾害变动状况、地表沉陷的调查等。特别是植被浓密、山高水急的危险地带，航空摄影测量可以提供数字的、影像的、线划的多种形式的地图成果。特别是GPS技术与航空摄影测量技术结合使其作业效率和精度得到大大提高，而全数字摄影测量的系统的出现，小仅实现了航摄测量内业的自动化，也为形成4D产品（DEM，DOM，DRG，DLG）奠定了基础，并为建立专题信息系统提供了的数据保障。

结束语

综上所述，为了我国的矿产开采行业可以持续发展，就要认真对待矿产开采带来的地质灾害，对其进行有效的预防和控制，利用现代测绘技术的自动化、多样化、实时化、精准度获取矿山外部内部的实时动态，对即将发生的地质灾害进行有效预防，这就要求测绘工作的设备精准，人员技术专业，懂得合理运用多方面知识对不同矿区不同的地理环境进行的监控与测算，将地质灾害的发生率降低到最小，保障矿区自然环境的完整性，为我国的矿产开发和环境保护做出更大的贡献。

金属矿山地质灾害分析:论我国金属矿山地质灾害与防治对策

[摘要]随着我国经济的快速发展，金属矿山的开采数量也在不断的增加，在金属矿山开采过程中地质灾害随时都有可能发生。因此，我们在金属矿山开采的过程中要采取相关的措施，制定相关的对策保障金属矿山开采的安全。

[关键词]金属矿山 地质灾害 防治对策

一、前言

我国拥有数量众多的金属矿山，在金属矿山开采的过程中可能发生地质灾害，对于地质情况在开采的过程中要制定详细的对策来应对各种地质灾害，保障金属矿山开采的安全。

二、矿山地质灾害

矿山开采依据地形条件、开采方式和采矿设计等实施开采，它区别于一般工程建设，即使明知开采条件不利依然进行，这大大增加了各种地质灾害发生的可能性。矿山开采主要分为露天开采与地下开采两种方式，露天采场中主要存在崩塌、山体滑坡和泥石流等地质灾害。地下开采主要存在地面塌陷、地面沉降、地裂缝和矿井灾害、突水、塌方、冒顶等。由于经济条件的影响，在矿山采矿设计中，只要能保障矿山开采过程中的安全进行即可，对矿山设计的边坡坡度较大，其规模随着开采深度的增加而变大，这不仅会影响地应力的自然平衡，还会导致人工边坡出现变形、破坏和位移。

在地下采场中，主要存在地面变形灾害和矿井这两种灾害，其中地面变形灾害主要包含塌陷、差异沉降和裂缝；矿井灾害主要包含突水、塌方等灾害。对于这两种灾害，应坚持尽量避免，提前预防，制定治理方案的治理原则。

三、金属矿山地质灾害的主要类型

1、冒项垮帮

地下硐室开挖后，由于御荷回弹，应力和水分的重新分布，常使围岩的性状发生变化，如果围岩承受不了回弹应力或重新分布的应力时，岩体就会产生变形或破坏，这种现象通常称作冒项垮帮。

2、水位下降、水质恶化

水位下降多是由于煤矿大面积、加深开采，造成地下水排放量不断增加，致使矿区及周围地下水水位急速下降，破坏了地表水与地下水的天然动态平衡。

3、泥石流

泥石流多是在山区沟谷中，矿渣肆意堆放，在暴雨期间，由于降水的突发性和强烈性，在短时间内促使矿渣向沟底排泄，而发生的矿山泥石流。

4、崩塌

多是由于采矿不按规范，乱采滥挖，随意在陡、斜坡上堆积岩体或矿渣，导致其在重力作用下或人为活动时脱离山体发生突然、快速的崩落、滚动的地质现象。

5、滑坡

主要是由于人为长期堆积在斜坡上的岩土体或矿渣等，在地表水、人为或重力作用下，沿着一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象叫滑坡。

6、地表开裂、塌陷

在地下开采矿体的过程中，由于破坏了原有地质环境的平衡，在多种动、静载荷的作用或外部条件的改变下，使地下矿体的上覆岩体发生移动和变形，导致地面开裂和塌陷。

四、防治方法类型

1、地质防治

金属矿山地质灾害是由于金属矿产的特殊地质属性所决定的，所以通过系统的金属矿山地质灾害分布特征研究，总结不同金属矿产易发地质灾害的规律，预测不同金属矿山地质灾害级别，划分不同金属易发主要地质灾害级别，开采中注意岩石属性、避开破碎带、合理设计开采工作，严格执行矿山防水设计，合理设置排水沟、挡水墙，并注重尾矿库选址中地质因素，通过地质成因研究，提出各个环节的防治措施，有重点、有目标的进行金属矿山地质灾害防治。

2、气象防治

金属矿山地质灾害易发的滑坡、泥石流等地质灾害，及水循环破坏、水体污染、大气污染等环境地质问题，往往都是突发性的天气变化导致，会导致上述地质灾害的发生，所以应该尝试探究降水量、风速等气象因素对地质灾害的影响，并提出不同气象参数的地质灾害响应级别。

3、人为防治

金属矿山地质灾害人为防治是重点，人为防治是现今地质灾害防治主要手段。主要是通过各级地质灾害点监测人员监测预警，这对地质灾害监测员的素质就有一定的要求，通过法规的制定、人员的培训、职责的明确、定期巡查、突发气象事件预警巡查等多种手段，强化人为防治作用。

4、技术防治

随着遥感技术、地理信息系统、高分辨率物探、地震技术、动态监控体系等新技术应用于地质灾害防治，金属矿山地质灾害中地表发生的地质灾害，都可以利用遥感等新技术进行预警和防治，建立区域台站，定期上报地质灾害监测情况，动态防治地质灾害。

五、具体防治措施

1、建立金属矿山地质灾害信息库

必须开展金属矿山地质灾害的普查研究工作，对灾害进行分类，掌握灾害的发生和发展趋势、潜在隐患。在广泛调查的基础上建立金属矿山地质灾害信息库和信息网络，确保信息畅通，保障信息资源共享，为分析灾害、防治灾害提供决策依据。

2、加强矿产资源开发的法制建设

应规范矿山企业的开采行为，合理开发矿产资源，处理好短期经济利益和长期发展的关系，把防灾减灾工作纳入企业日常工作中。政府要加强矿产资源开发的法制建设，将发展经济与防灾减灾结合起来，加强对资源开发和地质灾害的管理与监督。

3、加强矿山地质灾害防治研究工作

必须依靠科技进步，加强对金属矿山地质灾害防治的研究工作。对灾害的防治要以防为主，防治结合。对灾害的防要防源，在设计时应有论证报告。在生产建设中要贯穿矿山开发的始终。

4、增进工艺，综合利用

矿山废物资源化，是人们追求的目标，也是治理废弃物污染矿区环境的有效途径。积极推广有利于减少能耗、减少污染物排放的先进工艺和技术。凡是对固体废弃物合理有效利用的个人、企业和矿山，政府均给予一定的政策优惠和资金支持，并鼓励和引导矿山积极与相关学校、科研机构合作。

5、先估风险，方可开采

在实施矿山开采活动前，应根据矿区各类资源的赋存情况，对矿山开采后可能引起的生态破坏类型和程度进行评估、规划，并确定引起地质灾害后，采取的治理方法，以及确定开采者从事开采和生态重建的技术和经济能力等。

6、建网监测，及时预警

建立监测网络系统是防治工作的有效措施之一。在灾害易发区，设立监测网络系统，利用先进的监测仪器和电子计算机，对灾害进行较的、超前的预报预测，及时采取防范、撤离措施，减少不必要的损失。

7、因地制宜，综合治理

对于即将发生或正在发生的地质灾害，“因地制宜，充分利用”综合治理，延缓或阻止灾害的发生。对于滑坡、危岩体等灾害，则可实施灌浆、锚固等工程措施；而对潜在的地面沉降应及时采取人工回灌等措施。

8、设防基金，完善投入

矿山地质灾害的防治同其他灾害防治一样，需要一定的资金投入。否则，其防治工作无法实施。近年来，随着灾情的不断发生和损失增大，各级政府对其防治工作极为高度重视，国家财政每年拨出专款用于重点地质灾害的勘查和治理。

六、结束语

在金属矿山开采的过程中，不同的地域可能面临的地质灾害的类型不同，无论是什么类型的地质灾害我们都要采取相关的措施来保障金属矿山开采的安全。

金属矿山地质灾害分析:论我国金属矿山地质灾害与防治对策

【摘 要】矿山的开采和建设会直接影响地质环境，由于人为原因导致的矿山地质灾害不仅会破坏生态环境，还会危害人类的生命和财产安全。目前随着金属矿山开采量的增大，金属矿山地质灾害问题日益凸显，引发矿山地质灾害的潜在隐患显著增多，地质灾害的危害也越来越受到政府的关注。本文主要对我国金属矿山地质灾害状况进行了概述，分析了金属矿山地质灾害类型，并制定了针对性的防治措施，以期加强金属矿山地质灾害治理工作，为相关研究提供参考意见。

【关键词】金属矿山；地质灾害；防治措施

金属矿产资源对经济的发展有非常大的促进作用，我国逐渐加大了对金属矿产资源开发力度，但由于金属矿产资源开采技术相对落后，开采不合理，矿山地质灾害和采矿事故频繁发生，严重危害着金属矿山的安全生产。研究我国金属矿山地质灾害和防治措施具有非常重要的意义，笔者通过概述金属矿山地质灾害类型，提出了相关建议，希望为推动我国矿山地质灾害防治事业的发展做出贡献。

1 我国金属矿山地质灾害状况

地质环境作为影响社会经济发展的一个关键因素，为人们正常生活和工作提供一个良好的环境，但地质环境如果受到破坏，就会引发地质灾害，影响人们的生存和发展，造成巨大的经济损失，影响社会稳定。我国是一个地质灾害频发的国家，近年来，由于人为原因引发的地表塌陷、泥石流、滑坡等地质灾害导致的直接损失高达330亿元/年，是制约我国经济发展的瓶颈，地质灾害的防治工作已成为目前亟待解决的一项问题[1]。

地质灾害的一个重要组成部分就是矿山地质灾害，指的是因为人为开采而导致的地质灾害。我国人口不断增多，经济增长速度较快，对能源的开采和利用率居世界首位，尤其在进入1980年后，我国对金属矿产资源的需求量剧增。我国基本国情是金属矿产资源储备量较大，为了满足社会发展的要求，金属矿产资源勘探开发力度加强[2]。但我家尚未形成统一、规范的金属矿产资源开采制度，加上缺乏先进的开采技术，在强调经济效益较大化的同时忽略了矿山开采工作的安全性，引发了一系列的资源浪费、生态破坏、环境污染等复杂的问题，出现多种多样的矿山地质灾害。面对严峻的现实状况，金属矿山企业要落实可持续发展，这是一项长期、复杂而艰巨的战略任务，对实现经济和生态的协调发展具有很高的实用价值。

2 金属矿山地质灾害类型

岩爆、冒顶片帮、地表塌陷、泥石流、矿震、采空区崩塌及环境污染等是金属矿山地质灾害的几种主要类型，这些重大地质灾害的危害性极大。

2.1 岩爆

作为金属矿山深部开采中危害性较大的一种地质灾害，岩爆主要是因为岩石承受不住过高应力而突然猛烈释放并出现岩石爆裂的现象[3]。发生岩爆时会释放弹性变形势能且发生很突然，对采矿面造成巨大的破坏，危及工作人员的安全，严重时甚至引发矿震、毁坏矿井的后果。

随着金属矿山开采力度的增大，岩爆发生频率及强度显著增大，破坏力较大，发生后还会出现围岩崩落的现象，产生大量的粉尘，因此必须要提高对岩爆灾害的重视，对岩爆的防治措施进行探讨。

2.2 冒顶片帮

金属矿山开采引发的最直接的一种地质灾害就是冒顶片帮，指的是采矿空间内或其他工作地点的顶岩出现坠落、崩塌的现象，突发性强、发生频率大。由于该灾害发生前没有显著的特征和征兆，增大了防范的难度，一旦发生就会造成巨大的人员伤亡。

2.3 地表塌陷

金属矿山开采过程中的最典型的地质灾害即地表塌陷，这种地质灾害是长期不科学开采行为积累的后果，不同地区的地表塌陷程度存在较大的差异，造成的经济损失也各不相同。矿山企业在采矿后没有及时进行填充或填充失调等不恰当的做法，只为追求眼前的利益，而忽略了长久的发展，是引发地表塌陷最主要的诱因，导致极其严重的后果[4]。

2.4 矿山地震

由开采而导致的金属矿山地震的震源一般较浅，但因为突发性强，还会产生一系列的连锁反应，严重损害地表、井下工作面，是一种发生频率较大的地质灾害。引发矿山地震的原因比较复杂，常见原因有瓦斯突出、开采载、冒落等，一些严重的矿震灾害可能会导致区域性地震，所以非常有必要对其进行勘探和研究。

2.5 大面积采空区崩塌

大面积采空区崩塌是一种常见金属矿山地质灾害，同时也是井下危害性较大的灾害之一。在开采过程中如果应用崩落采矿法、空场采矿法，就会在地下矿山中出现崩落空区及采空区，随着开采工作的进行，采空区数量不断增多，面积不断扩大，积累到一定程度时就会引发大面积采空区崩塌，造成严重的损害，危害井下工作人员的生命安全。政府应极其重视大面积采空区崩塌地质灾害，对可能引发该灾害的采空区隐患进行深入的研究，充分利用先进的科学技术，通过有效的措施防止地质灾害的发生。

2.6 矿坑突水

目前，矿坑突水危害性极大，发生的次数也越来越多，已经成为严重威胁我国金属矿山安全开采的因素。矿坑突水来势迅猛，突然涌进矿山井巷中，危害矿山生产和安全，在一些开采不合理的矿井中很容易发生矿坑突水的情况[5]。此外在地质条件复杂的大水金属矿床中也存在很大的地质灾害隐患，但只要对该地区的水文地质进行详细的调查和研究，就能有效的避免矿坑突水地质灾害的出现。

2.7 高地应力

金属矿山在进入深部开采后，发生高地应力的可能性随深度的增加而增大，硬质岩内部的初始地应力在20MPa以上，对井下支护结构有着严格的要求，增大了掘进的难度。高地应力会引发井巷围岩变形的现象，是诱发矿山地震、岩爆的前提，尤其在我国西北或西南地区的发生可能性较大[6]。开采工作因巷道围岩的变形或破坏受到阻碍，这就需要对高地应力金属矿山开采方案进行研究，采取有效的防治措施。

2.8 泥石流

在金属矿山地下开采中，崩落过程中的地下工作面很可能会同地表贯通，形成崩落通道，使水、泥沙、石块等地表物体构成的洪流涌入井下，发生泥石流。此外，在金属露天矿山中，由于暴雨、暴风雪等天气引发的山体滑坡也会出现泥石流灾害，产生巨大的破坏力，对矿井造成毁灭性的灾难。流速快、破坏力大、发生突然是泥石流最显著的特点，而金属矿山井下作业面积有限，如果发生泥石流，必然会造成巨大的经济损失和人员伤亡。

2.9 地下水系破坏

为了避免矿井被涌水淹没，在金属矿山开采过程中要根据开采设计对地下水进行疏干排水处理，导致地表水流量减少，地下水位明显降低，不仅使地下水系统遭到破坏，还会形成降落漏斗区，很难在短时间内恢复，从而易引发地面沉降、地面塌陷等灾害的发生，加剧了水资源的危机。

2.10 地质环境污染

矿井开采过程中，尾矿及矸石的堆积、矿井污水的排放都会加剧地质环境的污染程度，对地下水质产生影响，破坏土壤结构和地表植被，影响地表的稳定性，造成裂缝、塌方和滑坡等严重的后果。

3 我国金属矿山地质灾害防治措施

3.1 加强对金属矿山地质灾害研究工作的重视

政府已经意识到金属矿山防灾减灾工作的重要性，但由于对矿山地质灾害防治缺少深入的研究，思想认知程度较浅，在不断的研究中虽然已经获得了一些进步，但是研究的范围较小，具有很大局限性。再加上缺乏相关研究的具体资料，没有及时解决矿山地质灾害问题，又不断滋生出新的问题，无法形成一个良性的研究过程[7]。要想从根本上达到矿山防灾减灾的目的，就需要的认识金属矿山地质灾害，将其摆在战略性的位置。

目前金属矿山地质灾害的频繁发生，还存在大量潜在的引发地质灾害的隐患，这就要求一方面要加大对开采技术的研发力度，树立绿色开采理念，利用先进技术达到金属矿山开采和经济的协调发展；另一方面要加强矿山开采工作人员的防灾减灾教育和培训力度，坚持“以防为主，防治结合”的原则，让矿山地质灾害防治意识深入到职工心中。

3.2 强化矿产资源法制建设和执法力度

要基于金属矿山的基本特征，以地质灾害防治条例和土地管理法为指导，将多项指标结合起来，不断创新和提炼，健全金属矿产资源开发法治制度，形成一套金属矿山可持续发展指标体系[8]。政府应提高对金属矿山地质灾害防治工作的重视，加强对地质灾害的监督、管理，通过法律制度来约束矿山企业的采矿行为，加强对矿山生态经济系统的控制和管理，协调金属矿山开采、环境保护、经济发展间的关系。

3.3 构建金属矿山地质灾害数据库

对金属矿山地质灾害进行详细、深入的普查分析和预测研究，正确的认识矿山地质灾害的类型，发展现状及未来趋势，掌握隐患点的状况。动员全社会的力量，开展大规模的调研，逐步构建完善的金属矿山地质灾害数据库，实现矿山地质灾害信息快速、高效的传播，从而指导地质灾害的分析、评价工作，将损失讲到低。

3.4 加大对地质灾害防治工作的投资力度

防灾减灾是一项庞大的系统工程，需要一定的资金保障，要减少矿山地质灾害就要充分发挥政府的带头作用，将其矿山减灾纳入经济和社会发展规划中，提供充足的资金保障，保障金属矿山地质灾害防治工作的顺利进行。

3.5 开展金属矿山地质灾害防治专题研究

将地质灾害防治工作贯彻到金属矿山开采的整个环节，在开采前要预先设定进行灾害评价，在开采过程中一旦发现存在地质灾害隐患，应采取有效的措施及时进行勘察和处理，深入开展金属矿山地质灾害发生机理和应对机制研究，从源头上进行治理，建设相应的监测预警体系。

4 小结

金属矿山地质灾害问题严重制约着我国矿山企业的可持续发展，对我国经济发展带来的不利影响，严重危害着人们的生命和安全，金属矿山地质灾害防治工作是目前一项重大的任务。这就要求加大对金属采矿导致的地质灾害和防治措施的研究力度，基于金属矿山综合治理和开发利用的角度，根据矿山的实际情况，制定针对性的可持续发展指标体系，完善相关的法律体系和方法，构建金属矿山地质灾害信息数据库，落实金属矿山防治工作，实现金属矿山企业的可持续发展。

化群控的方法是大小群控的结合来实现优化群控与节能目的。所谓的大群控主要是指对冷水机组的运行的台数进行开启与停止的切换控制。小群控主要是指在空调区域的小范围内实现非冷机设备的群组控制。通过大小群控的结合，并且为大小群控制定一个科学合理的的控制策略，这样可以提高节能的效果。

7 冷水机组的软启动问题

冷水机组的软启动问题是在冷水机组优化控制中不可忽视的一个问题，通过冷水机组的软启动的控制能够延长机组的使用年限以及达到更好的节能的目的。例如，冷水机组在运行过程中向外运送的冷水温度往往会远远高于机组原先设定的温度，这时候就需要软启动进行更好的机组控制才能更好地实现节能的目的。例如，冷水机组在运行的过程中，空调末端的设备一侧实际需要的冷量远高于机组供给的冷量时，冷冻水的温度会迅速下降，这时候也需要软启动来实现群控的优化控制进而更好地实现节能目的。

8 结束语

本文主要是探究冷水机组的群控优化进而实现节能的目的，通过群控优化实现节能目的不仅符合当下的环保节约意识，也具有很强的现实目的。可以为大型建筑的中央空调节省部分能耗，也为用户节约的能耗的资金，提高了能源利用率，节约的机组投资运行成本。当然，冷水机组的优化群控的策略还有很多，不会仅仅局限在本文讨论的几种策略中，优化冷水机组的群控进而达到节能目的的策略会继续完善与提高，这样可以进一步提高能源的利用率，大大减少损耗，将节能进行到底。

金属矿山地质灾害分析:浅析地下金属矿山地质灾害的治理

摘要：金属矿山地质灾害实际上是自然灾害的一种，近年来，随着国内社会经济的快速发展和人类开采金属矿山资源活动的日益加剧，金属矿山地质灾害的发生频率也在不断的增加。本文将对金属矿山地质灾害类型进行分析研究，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。

关键词：地下金属矿山；地质灾害；类型；防治策略；研究

由于受多重不利因素的影响，多年来金属矿山开采积聚灾害隐患可能瞬间爆发，而且很多潜在致灾隐患问题仍在不断的增加。因此在当前的形式下，加强对金属矿山地质灾害及相关问题的研究，意义重大而深远。

一、金属矿山地质灾害的类型

根据国内50多年的金属矿山开发统计，金属矿山地质灾害主要有。

（一）、金属矿山崩塌和滑坡灾害是金属矿山资源开采过程中最为常见的一种工程性地质灾害，而且其发生率非常的高，尤其是露天金属矿山开采过程中，会严重影响生产安全。对于崩塌和滑坡等地质灾害而言，其主要表现为以下几种形式，即采空区山体出现严重的滑坡，究其原因是超量开采作业造成的；采矿场出现严重的边坡失稳现象；堆渣场和排土场边坡出现了严重的失稳现象。同时，泥石流对金属矿山开发危害性也非常的大，不仅会危机金属矿山资源开采安全，而且对金属矿山周围居民的生产生活及人身安全也会产生严重的影响。据统计数据显示，除了少数国营金属矿山企业，大部分个体私营企业在开采过程中，习惯性地将废渣和尾矿等，随选随排，大量积聚于山坡、沟谷之中，一旦雨季来临，很可能会引发泥石流等地质灾害。

(二)、金属矿山地质灾害另一个主要灾难就是地下水灾害。在国内主要表现为：海水入侵、地下水位突然下降、产生井下泥石流引起地面塌陷，或者采矿时突然水淹井灾害。由于国内金属矿山大多数地质条件与水文地质条件相对来说错综复杂，有时相互交错，所以在金属矿山进行开采作业时，遇到地下水一定必须要进行排干处理，否则任其增长一定会引起坍塌，并造成泥石流的次生灾害。比较典型例子：凡口矿由于采矿时疏忽大意导致，1500多个地表塌陷事故，直接导致受灾面积6km2。恩口矿更是达到5700多个地表坍塌事故，直接导致受灾面积21km2。长江中下游流域更是时常发生地表坍塌事故。

（三）、深井岩破。随着国内采矿技术不断发展，对深井岩破也是使用越来越成熟，但是其带来的次生危害也是显而易见的，由于长期开采导致金属矿山地质结构不断的变化，在深井岩破的时候产生震动，很容易通过地质传递到周围高危险地区，导致塌陷危险。对于国内深井岩破技术还需要有待研究与提高。

（四）、对于金属矿山地质灾害而言，最为普遍的就是冒顶灾害事故，其中主要有岩层脱落、不良地层塌落以及块体冒落等现象，同时还会因采矿或地质结构不稳定而导致大面积的垮塌现象。实践中可以看到，对于矿岩稳定性差的矿体、或软弱夹层而言，更容易出现大规模或较大规模的垮落事故，进而造成采场、巷道等发生冒顶事故。对于冒顶片帮金属矿山地质灾害而言，通常事先没有任何的预兆，该类地质灾害通常具有一定的突发性特点，而且频度也比较高，很难对其进行防范，因此成为金属矿山地质灾害以及生产管理中的重大桎梏问题。对于采空区、地表等出现塌陷而言，其主要是因地下采矿作业对地表造成了严重的破坏性影响。比如，凡口铅锌矿生产开采过程中，因疏干作业而导致地表严重塌陷，具体个数为1982，其破坏性影响范围超过670平方公里，受灾农田超过66万平方米，必须搬迁的建筑物大约7千平方米。

（五）、现在国内还是有很多地方根据岩石成分选用空场采矿法进行开采作业，或者采用崩落法进行开采作业，这样对采取造成很多空采区或者崩落区，如果这些处理的不及时都会给金属矿山带来地质灾害。

（六）、有些矿脉隐藏的比较深，大多数都在900m以下，这时从地核中心传递过来的地热也会不断的加剧，当热度达到一定程度时候就会改变周围地质结构层，造成地质灾难。

二、地下金属矿山地质灾害研究中存在的问题

（一）、整上金属矿山地质灾害并没有被纳入国家重点防灾，灭灾体系里，通常都是个体或者企业自行根据自己本身特点加以研究。而研究的方向大多数也仅限于技术与安全两个方向，缺少整体解决型和系统化处理。

（二）、由于没有专人针对全国地质灾害进行普查，导致缺少相关地质灾害信息，无法建立信息库，更无法进一步详细分析以及预警作用。

（三）、很多企业在出现地质灾害时候，都很积极寻找有关机构进行合作解决地质灾害所带来的各种问题，同时分析为何会带来此种地质灾害。等到处理完以后，立刻就停止了对地质灾害研究，导致之前所研究成果根本没有延续下来，缺少了完整性。由于长期处于这种状态，对金属矿山实际地质灾害有很多成果，但是每种结果效果却不是很明显。

三、金属矿山地质灾害防范策略

基于以上对当前金属矿山地质灾害类型及其成因分析，笔者认为要想有效防范实践中存在着的各种金属矿山地质灾害，确保金属矿山开采事业的可持续发展，应当认真做好以下几个方面的工作：

（一）、加强思想重视，培养金属矿山地质灾害防治意识。金属矿山地质灾害是自然灾害中的一种表现形式，关系着生产安全及经济和社会效益的实现，因此应当加强思想重视，立足实际，将金属矿山地质灾害防治与再造山川秀美工程有机地结合在一起，分清重点、主次。同时，还要不断加强宣传教育，借助网络、报纸、广播以及电视等新闻媒体的力量，通过群专结合、群策群防策略的有效落实，促使人们养成金属矿山地质灾害预防意识和自我保护意识。在此过程中，应当将当前的地质灾害特点和防治策略纳入到监测防体系之中，从而较大限度地降低金属矿山地质灾害造成的损失和负面影响，坚持走可持续发展之路。

（二）、金属矿山开采之前应当对其进行勘测和分析研究。在金属矿山资源开采前，应当对竖井、斜井及其周边区域实施勘察，对井中的可能涌水量进行的预测，对周围水文地质构造进行的掌握，并在此基础上细致地绘制出一个地质剖面图，严格按照施工步骤和剖面图信息，准备施工作业。对勘测实践中已经知道的含水部分，应当进行综合的考虑，尤其是位置、距井巷之深度等，更要加强重视，必要时要提前建造导水工程。

（三）、具体施工过程中应当对重点区域加强防治。首先，应当立足实际，对边坡参数进行合理的设计，并且还要对边坡强化监测。必要时，还可建造挡墙对边坡进行加固；开挖完成后，若出现了严重的开裂、变形现象，则应当组织相关人员进行二次地质勘察作业。其次，对于原本就有的灾害点，应当对其边坡进行加固，并且尽可能地消除因开采作业而造成的复发性灾害隐患。再次，应当做好渣场弃渣处理工作，同时还要对于边坡的坡度、挡墙等进行合理的设计，必要时建造拦渣坝，以防产生泥石流等问题。坑道开采过程中，应当做好支护操作，开采与支护同时进行，以免因矿顶坍塌或者发生冒顶事故而产生严重的危害；强化坑道排水设计，以免因矿坑中出现严重的涌水现象而造成次生危害。金属矿山开采完成后，应当注意对矿区实施统一规划，尤其要做好金属矿山复垦工作，加强金属矿山生态功能的恢复。

总之，作为较大的一个发展中国家和矿业生产大国，矿产资源的开采与消耗量都非常的大，长期的传统粗放矿业开发模式应用，加剧了金属矿山地质环境的恶化，甚至部分矿区已经濒临毁灭性状态。因此应当加强思想重视和技术创新，只有这样才能实现人与自然的和谐相处。