金属矿山地质灾害评估系统及综合预测模型研究

摘要

金属矿山的开采对环境造成的破坏以及对人们正常的生产、生活的影响日益广泛，它不仅造成经济上的损失、人员的伤亡，同时也使生态环境恶化，目前对于金属矿山地质灾害的研究进展较为缓慢。随着我国工业的不断发展，对于各种金属的需求不断的增加，金属矿山的开采步伐在加快，由此所产生的灾害问题已经严重影响到矿山周围人们的生存，所以对于金属矿山的地质灾害问题的处理势在必行。金属矿山工程地质灾害受到多种因素的影响，对于金属矿山地质灾害的评估与预测的方法和理论也不断地出现，这些方法或理论只是针对地质灾害的某个方面进行评估预测，具有局限性。而且用单一的方法或理论去处理多因素的问题本身就具备片面性，在精度方面也达不到要求，因此对金属矿山进行合理评估方法的研究具有重要意义。 为了正确评估矿山的危险性和破坏损失，本文在分析工程地质灾害基本属性的基础上，通过对金属矿山主要地质灾害的形成机理分析并结合工程实例，找出主要地质灾害的一般规律性，同时对金属矿山展开实际调研，搜集金属矿山工程地质灾害的历史灾害资料和潜在灾害的实际数据，对引起金属矿山工程地质灾害的各种因素，运用各种模型和方法进行分析，建立了针对金属矿山具体地质灾害综合危险性评估分析模型，将金属矿山的灾害危险性划分为稳定、次稳定、危险、极危险四个等级进行了综合评判，把灾害损失程度和生命损失程度均划分为低、中、高三个等级；对由于金属矿山开采造成的生态破坏、经济损失、人员伤亡等运用生态评价体系与经济损失体系进行综合评价，最后将多种理论结合建立金属矿山综合评估预测模型，并对国内29个金属矿山的工程地质灾害采用综合危险性评估模型和破坏损失模型进行了评判，根据各个矿山的实际评判结果，选取了最优化防治措施。 本文利用模糊数学理论、灰色数学理论建立了针对金属矿山地质灾害综合评估的模糊数学模型、GLP模型，并对实际矿山分析评判，评判结果不仅表明各模型具有系统统一性，适用于对金属矿山的安全评估，而且为金属矿山工程地质灾害的预防发生和实施治理提供了科学依据和技术可行性。利用多理论结合建立金属矿山综合评估预测模型，并对实际矿山地质灾害进行应用，取得与实际情况较为吻合的效果。由此可见，多理论结合法在系统评估方面有着非常广泛的应用价值。

目录

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第一章绪论

1.1国外矿山工程地质灾害研究的发展

1.2我国金属矿山地质灾害的发展状况

1.2.1矿业开发与地质灾害

1.2.2金属矿山地质灾害特点及诱因分析

1.2.3金属矿山地质灾害研究中存在的问题

1.2.4金属矿山地质灾害的防治对策

1.2.5加强监测是实现可持续发展战略的保障

1.3我国矿山地质灾害主要勘查防治方法

1.4矿山安全防治新技术的应用与发展

1.4.1预测预警仪器

1.4.2金属矿山安全信息系统

1.5本项目研究的内容、意义和创新点

第二章金属矿山主要灾害形成机理与应用

2.1采空区塌陷的机理分析与应用实例

2.1.1采空区塌陷的形成机理分析

2.1.2采矿因素对开采沉陷的影响

2.1.3工程实例

2.2矿井突水形成机理分析与应用实例

2.2.1矿井突水形成机理分析

2.2.2工程实例

2.3滑坡的形成机理与应用实例

2.3.1滑坡的形成机理及分级

2.3.2工程应用实例

2.4泥石流的成因机制与应用实例

2.4.1泥石流的成因机制

2.4.2工程应用实例

2.5岩溶塌陷形成的机制

2.5.1矿山岩溶塌陷形成机理

2.5.2岩溶塌陷发育的规律

2.6地表塌陷形成机理

2.6.1矿区地表塌陷形成机理

2.7国内金属矿山灾害调查与防治措施

2.7.1国内29个金属矿山工程地质灾害评估实例调查

2.7.2金属矿山优化防治措施

第三章金属矿山工程地质灾害多因素评判模型

3.1 GLP模型评判

3.1.1.GLP模型

3.1.2 GLP模型的解法

3.1.3权重值确定方法

3.1.4最大隶属度原则

3.1.5研究实例

3.1.6结论

3.2模糊数学模型评判

3.2.1模糊数学理论危险性综合评估模型

3.2.2模糊数学模型建立步骤

3.2.3研究实例

3.2.4结论

3.3灰色理论预测模型

3.3.1 GM(1，1)模型建模机理

3.3.2 GM(1，1)模型的建立

3.3.3 GM(1，1)模型的预测步骤

3.3.4研究实例

3.3.5结论

3.4 M-Y危险性综合预测模型

3.4.1模型建立的初始条件

3.4.2M-Y综合性模型的建立步骤

3.4.3M-Y综合预测模型的建立

3.4.4 M-Y综合性模型的应用

3.4.5模型预测结果分析

第四章金属矿山工程地质灾害生态评价体系

4.1塌陷区生态安全评价的目的及意义

4.2生态安全评价指标体系建立的原则

4.3植物修复的应用

4.3.1重金属矿区的植物修复

4.3.2植物稳定修复

4.4生态评价体系指标的建立

4.4.1指标体系的结构

4.4.2指标分析

4.5生态环境的评价方法

4.5.1指标权重的确定

4.5.2生态安全评价值指标不安全标准值的确定

4.5.3广西大新铅锌矿区生态安全评价及结果分析

4.6本章小结

第五章金属矿山工程地质灾害经济评价体系

5.1金属矿山工程地质灾害破坏损失评估

5.1.1受灾体价值损失核算

5.1.2金属矿山工程地质灾容破坏损失模型原理

5.1.3金属矿山工程地质灾害破坏损失模型

5.14金属矿山破坏损失模型的意义

5.2工程实例应用

5.2.1国内29个金属矿山破坏损失评估

5.2.2本章小结

第六章多理论结合综合评价体系

6.1多理论结合的条件

6.2多理论结合的方法

6.2多理论结合模型建立的步骤

6.2.1模型建立的初始条件

6.2.2模型建立的约束因素

6.3多理论结合模型

6.4多理论结合模型的工程应用

6.5结论

第七章结论与展望

7.1结论

7.2创新点

7.3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果

附录