矿山崩滑地质灾害风险评价与管理研究——以贵州省米萝煤矿后山变形体为例

摘要

我国是一个地质灾害频发地区，统计表明地质灾害的发生很大程度上与人类活动有关。矿山开采作为人类工程活动诱发地质灾害的主要因素，形成的地质灾害具有破坏力大、影响范围广、经济损失大等特点，尤以地下开采诱发的崩滑地质灾害最为严重，造成了多次灾难性事故。以往经验表明对于地质灾害防治不能达到面面俱到，应采用适当的地质灾害风险管理方法，尤其对于矿山至今仍未有一套系统的矿山地质灾害管理办法，实现矿山崩滑地质灾害风险管理研究具有十分重要的理论和现实意义。本文通过对国内外地质灾害早期识别、风险评价、风险管理研究现状进行分析论述，分析其关键技术及难点，结合矿山崩滑地质灾害特点与风险管理需求，提出矿山崩滑地质灾害风险管理体系，主要包括矿山地质灾害风险源早期识别方法、危险性评价方法（危险范围、失稳概率等）、易损性评价方法、风险评价方法、基于矿山全生命周期的地质灾害全过程管理体系，并以贵州省米萝煤矿后山变形体风险评价与管理为方法验证案例。取得主要研究成果如下:
　　(1)建立多源数据融合的定性与定量相结合的矿山地质灾害早期识别方法。完善了矿山崩滑地质灾害定性识别指标体系:高陡地形、有利临空面、陡倾节理发育、构造变形部位、坡前或坡后开采、采空面积大、采空历史久、“上硬下软”坡体结构;提出了多源数据融合的矿山崩滑地质灾害早期识别技术路线:普查（区域地质环境、InSAR技术）→详查（Lidar、无人机航拍、光学遥感）→核查（现场调查技术）。
　　(2)提出崩滑地质灾害失稳影响范围确定方法。基于64个历史滑坡地质灾害数据点统计分析，确定滑坡运动距离经验公式;实现经验公式、物理模拟、数值模拟相互结合与验证的地质灾害失稳影响范围确定方法。
　　(4)运用“最大风险标准”方法分析了我国地质灾害可接受风险水平与我国煤矿矿山可接受风险水平，最终确定我国矿山地质灾害可接受风险标准的上限值（可容忍风险线的风险值）为1E-05，可接受风险标准的下限值（可接受风险线的风险值）为1E-07。
　　(5)提出综合考虑矿山全生命周期地质灾害风险管理、地质灾害全过程风险管理、地质灾害管理相关部门职责的矿山全生命周期的地质灾害全过程风险管理体系。
　　(6)提出构建地质灾害防减救一体化大数据风险管理平台的构想。构建各个部门协同、流程优化、标准统一的地质灾害风险管理信息应用服务体系，为地质灾害防治与管理提供全域的、快速的信息服务支撑。
　　(7)以贵州省米萝煤矿后山变形体为例，基于以上提出的地质灾害风险评价与管理方法对案例区进行风险评价与管理研究，结果表明案例区内1＃斜坡体变形破坏现状最为明显，主要关注该斜坡体，寻找其潜在3处滑坡，其中1-1滑坡危险性最高，造成地质灾害风险值最高，威胁46人，造成潜在经济损失4967.16万元。米萝煤矿现处于闭矿阶段，主要工作为地质灾害监测与管理，对矿区地质灾害风险管理建议主要有地质灾害防治区划、监测预警建议、避让搬迁建议与地质灾害应急演练建议与建立地质灾害保险体系建议。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 地质灾害风险源识别研究现状

1．2．2 地质灾害风险评价研究现状

1．2．3 地质灾害风险管理研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 矿山崩滑地质灾害风险评价

2．1 矿山崩滑地质灾害风险源早期识别研究

2．1．1 矿山崩滑地质灾害定性识别指标体系

2．1．2 矿山崩滑地质灾害定量识别方法研究

2．1．3 矿山崩滑地质灾害多源数据融合识别方法研究

2．2 矿山崩滑地质灾害潜在失稳范围分析

2．3 矿山崩滑地质灾害危险性评价研究

2．3．1 边坡失稳概率分析

2．3．2 地质灾害影响范围分析

2．3．3 地质灾害危险性评价标准

2．4 地质灾害易损性评价研究

2．4．1 承灾体类型划分

2．4．2 承灾体价值核算

2．4．3 易损性计算方法

2．4．4 易损度量化指标

2．5 矿山崩滑地质灾害风险评价研究

第3章 基于矿山全生命周期的地质灾害全过程风险管理体系

3．1 矿山崩滑地质灾害风险可接受水平

3．2 矿山崩滑地质灾害风险决策

3．3 矿山全生命周期地质灾害风险管理重点

3．4 矿山崩滑地质灾害全过程风险管理工作分析

3．4．1 减灾阶段

3．4．2 准备阶段

3．4．3 响应阶段

3．4．4 恢复阶段

3．5 矿山全生命周期地质灾害全过程风险管理体系

3．5．1 矿山设计与基建阶段

3．5．2 矿山运营生产阶段

3．5．3 矿山闭坑与恢复阶段

3．6 矿山崩滑地质灾害保险三方联动体系

3．7 构建地质灾害防减救一体化大数据风险管理平台的设想

第4章 米箩煤矿后山变形体地质灾害风险评价分析

4．1 研究区概况

4．1．1 斜坡体结构特征

4．2 变形体变形破坏特征分析

4．2．1 斜坡体变形破坏现象

4．2．2 变形体前缘房屋及道路变形现象

4．2．3 基于高密度电法的斜坡体变形破坏特征分析

4．2．4 基于雷达差分干涉测量技术变形体识别

4．3 基于物理模拟技术斜坡体变形失稳特征分析

4．3．1 岩土体物理力学参数确定

4．3．2 正交试验

4．3．3 底摩擦试验

4．3．4 斜坡变形破坏机制分析

4．4 边坡失稳概率分析

4．4．1 潜在失稳范围确定分析

4．4．2 边坡失稳概率计算分析

4．5 危险性评价结果

4．6 滑坡运动特征与影响范围分析

4．6．1 经验公式计算运动距离结果

4．6．2 滑坡失稳影响范围分析

4．7 承灾体调查结果

4．8 易损性评价结果

4．9 米箩煤矿后山变形体风险评价结果

第5章 米箩煤矿后山变形体地质灾害风险管理对策

5．1 地质灾害防治总体规划

5．2 地质灾害防治区划

5．2．1 重点防治区

5．2．2 次重点防治区

5．2．3 一般防治区

5．3 地质灾害监测预警规划建议

5．4 变形体下方居民搬迁避让工作建议

5．5 矿区地质灾害宣传教育工作建议

5．6 建立地质灾害保险体系的建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录