摘要：随着金属矿山的大规模开采，一系列地质灾害问题日益凸显。金属矿山开采活动导致地下采空区塌陷、山体滑坡、泥石流等灾害频发。同时，复杂的地质条件和不合理开采加剧了风险，不仅威胁人员安全、破坏环境，也影响矿业可持续发展，亟待研究应对。文章聚焦金属矿山地质灾害，对其风险分析方法与管理策略展开深入研究。阐述了金属矿山常见地质灾害类型及成因，介绍了风险评估的模型和技术手段，探讨了从预防、监测到应急处理的全面管理措施，旨在降低地质灾害对金属矿山开采作业及周边环境的影响，保障矿山安全生产和可持续发展。

　　关键词：金属矿山；地质灾害；风险分析；风险管理

　　随着金属矿产资源大范围开采，金属矿山地质灾害日益突出。这些地质灾害不仅对矿山的正常生产产生了严重的影响，造成了人员伤亡和财产损失，而且对周边生态环境产生了长远的危害。因此，对金属矿山地质灾害进行风险分析和有效治理，成为保障矿山安全和可持续发展的重中之重。其中了解灾害类型、成因、准确评估风险并实施科学管理措施，是矿业领域亟待解决的重要课题。

　　1金属矿山地质灾害类型及成因

　　金属矿山在开采过程中所面临的地质灾害种类繁多，这些地质灾害的形成也是多种因素相互作用的结果。地下开采作业过程中，随着矿石被大量采出，井下出现大面积采空区，上覆岩层由于采空区破坏了原岩的应力平衡，在重力作用下会发生变形、破裂直到垮落的现象，该垮落抬升至地表时，会产生地面塌陷咱1暂。特别是采用崩落法等大规模开采的金属矿山，这种灾害更为突出。例如，部分铜矿以地下开采为主，地下采空区范围因长期的开采活动而不断扩大，地面塌陷范围也越来越大，导致地表建筑物出现裂缝、倾斜甚至垮塌，在很大程度上影响着周边居民的居住和安全。地裂缝往往伴随着地面塌陷的发生，地下采空区引起地表变形时，地表岩土体在拉伸、剪切等应力作用下，表层出现裂缝。这些地裂缝有宽有窄、有长有短。地裂缝会损害地表的完整性，导致地下管道的破裂以及道路的损坏，进一步加剧基础设施的损坏。并且，地裂缝也可能是地表水向井下渗透的渠道，加快采空区垮塌进程。

　　从产生原因上看，除了开采人为因素外，地质条件本身对于地质灾害的发生也具有重要影响。如果矿山位于地质构造较为复杂的区域，如断裂带、褶皱带附近，岩土体完整性和稳定性较差，更易发生地质灾害。并且岩土体自身的特性，例如，岩石硬度、节理裂隙的发育程度，以及土质种类等也决定着受外力影响后的反应。例如，松软土层比坚硬完整的岩石更容易发生变形、滑动等。同时，暴雨、连续降雨、洪水等气象因素是众多地质灾害的诱发因素，通过改变岩土体物理力学性质来加速灾害的发生。这些因素相互交织，综合导致了金属矿山地质灾害的发生。

　　2金属矿山地质灾害风险分析方法

　　2.1定性分析方法

　　定性分析方法作为一种重要的方法，在金属矿山地质灾害风险评估中主要依靠经验和专业知识对灾害危险性作出判断和分析，它虽不具备定量分析的精度，但在数据有限或情况复杂时，能发挥其独特作用咱2暂。

　　专家评估法是一种常见的定性分析方法，这种方法汇集地质、采矿和岩土工程领域的众多专家，以丰富的实践经验和深厚的专业知识为基础，对金属矿山地质灾害的可能性和危害程度进行评估。例如，在对某金属矿山进行滑坡危险评价时，相关专家会考虑矿山边坡角度、岩土体类型、类似矿山历史的滑坡状况、当前开采活动对边坡的影响等，根据这些数据来全面评估滑坡发生的概率，判断其是否偏向高、中或低，以及滑坡发生后可能造成的损害程度，如人员伤亡数量、设备损坏情况、给矿山生产造成影响范围等。专家评估法简单易操作，能够快速地对复杂的地质灾害情况做出风险的初步评估。但是这种方法也存在着明显的主观性，每个专家由于经验和观点的差异会造成评估结果的差异。并且该方法缺乏深入的量化分析数据，很难对某些复杂且相互联系的要素进行精确的权重度量。

　　故障树分析法也是一种有效的定性分析方法，通过构建故障树，清晰地展示出导致地质灾害发生的各种基本事件及其逻辑关系。以地面塌陷为例，可将其作为一次性事件进行原因分析。基本事件可能包括地下采空区面积过大、顶板岩石强度不足、支护措施不到位、地下水的异常活动等咱3暂。通过故障树分析可找出诱发地质灾害的潜在关键因素，为风险防控打下基础。但故障树分析法在构建故障树时需要深入了解灾害发生的机制，随着影响因素的不断增加和影响关系的日益复杂，故障树可能会变得更大更复杂，分析难度也会相应增加。同时也只是基于逻辑关系的定性分析，事件发生概率和风险的量化评估能力有限。

　　除此之外，还有检查表法等定性分析方式，检查表通常是根据以往的地质灾害案例、相关规范标准等来编制的，涵盖了矿山地质条件、开采方式、环境因素等。利用对照检查表对金属矿山进行了逐个检查，并评估了潜在地质灾害风险。这种方法可以系统梳理矿山风险因素，但检查表的内容可能需要根据不同的矿山类型和实际情况不断更新和完善，否则可能遗漏一些新的风险因素。分析过程如图1所示。

　　2.2定量分析方法

　　定量分析方法为金属矿山地质灾害危险性评估提供更加精确和客观的数据支持，对于科学决策具有十分重要的意义。概率分析方法是量化研究的标准工具，建立在大量历史数据和详实的地质勘查资料基础上，运用概率论和数理统计方法计算地质灾害发生的概率。以某金属矿山泥石流灾害为例，研究人员收集该矿山多年来的气象数据（如降雨量、降雨频率）、废渣堆放情况（堆放量、堆放坡度和堆放位置）以及历史上泥石流发生的次数等信息。对这些数据进行统计分析，构造了概率模型。例如，可以利用泊松分布以及其他的概率分布模型，详细描述泥石流在某一特定时段内发生的频次与其相关影响因素之间的关系咱4暂。这种方法能够准确地给出受灾可能的范围，为风险评估打下量化的基础。但是概率分析法需要大量的数据，对于一些新开采或者数据记录不充分的矿井，不一定能够准确地构造出模型。并且，其对于数据质量有很高要求，数据误差有可能造成计算结果出现偏差。

　　层次分析法还被广泛应用于金属矿山地质灾害危险性评价，该方法将金属矿山地质灾害风险评估指标体系分为目标层、准则层和指标层。目标层通常是矿山地质灾害危险性评估的总体目标，如矿山总体安全性评估。准则层由地质条件、开采活动、气象条件等重大灾害风险影响因子构成。指标层再细分成具体的指标，例如，地质条件下岩石的硬度、节理裂隙发育程度；开采活动时的开采方式、开采深度等；降雨量、暴雨频率等气象条件。通过构建判断矩阵，对比各指标之间相对重要性，计算指标权重。以评估矩阵为例，对比分析岩石硬度与节理裂隙发育程度对于地质灾害的影响，依据专家打分或者数据统计判断两因素之相对重要度。然后将各指标的权重和实际数据相结合，对矿山地质灾害风险进行了定量评价。层次分析法的一个显著优点是能够全方位和系统性地考虑多种因素，以及其相互作用，同时也能处理定性和定量指标的混合情况。但它所构建的判断矩阵会具有一定的主观性，需要对专家或数据来源进行合理选择以保证结果的可靠性。

　　3金属矿山地质灾害风险应对措施

　　3.1对开采方案进行合理规划

　　金属矿山地质灾害危险性治理时，合理制定开采方案是关键一环。科学周全地制定开采方案，能够从根源上降低地质灾害发生的概率，保障矿山开采活动的安全性和可持续性发展咱5暂。

　　编制开采方案，首先要充分考虑矿山的地质条件，对于不同的地质构造及岩土体特性，应选择对应的开采方法。例如，矿山如果位于地质断裂带附近，岩土体较为破碎，在进行开采时应尽量避免采用可能引起较大幅度震动和扰动的开采技术。对于这种情况，采用充填采矿法更为合适。该法在开采结束后，适时采用充填料对采空区进行充填，有效控制了围岩的变形，维护了采空区周围岩土体的稳定性。从而防止采空区扩展导致地面塌陷、地裂缝等地质灾害的发生。并且，充填材料选用还需根据矿山特定地质条件进行。如果是富水矿山，应选择隔水性能更好的充填材料，避免开采活动影响地下水，进而诱导地下水流动变化导致岩土体失稳。

　　规划开采的先后顺序同样重要，合理的开采顺序可以避免应力集中和过度扰动的问题。对于多层矿体开采时，应按由上至下的顺序，这是因为先开采上层矿体可以释放一部分应力，减少下层矿体开采时对周围岩体的影响。就铅锌多金属矿山而言，如果下部矿体先开采出来，就有可能使上部矿体应力突然增大，并诱发顶板冒落、垮塌。此外，在同一矿体的回采过程中，应尽量避免大面积、高强度的连续开采，可采用分区、分段开采的方法，给予岩土体足够的时间来调整应力分布。从而有效防止应力集中引起的边坡失稳、地下巷道变形等灾害。

　　3.2加强地质勘查

　　应对金属矿山地质灾害风险，加强对地质勘查是重要基础工作之一，全面深入的地质勘查能够在矿山开采期间提供准确的地质信息，预先确定潜在的地质灾害隐患，便于制定有效的应对措施。在进行地质勘查的前期工作时，要收集大量的资料，包括区域地质构造、地层分布、岩石类型等区域地质资料。这些资料可以从各地区的地质部门和以往的地质勘探报告中获得。还要收集矿山周边的环境资料，如邻近河流、居民点分布、交通线路等。掌握这些信息有助于评估地质灾害可能对周边环境造成的危害。例如，当矿山周围有重要交通网络或者人口聚集区域时，地质勘查中就应该更多关注可能会对这些地区造成安全威胁的地质灾害因素，如滑坡、泥石流，判断其是否会造成潜在威胁。在开展地质勘查的时候，必须将多种勘查手段结合起来，首要任务就是在地面上开展地质勘查工作，地质调查是最为基础和关键的环节。地质人员需要对矿山地表进行详细的测绘，其中主要包括地形地貌测量、地质露头观测，以及节理裂隙统计等工作。通过地面地质调查，可以初步了解矿山的地质结构和潜在的地质问题。如果地表分布着大量的岩石裂隙，且其方向具有一定的规律性，则可能提示地下存在着断层或者破碎带，需要进一步深入勘查。

　　3.3建立综合监测系统

　　建立综合监测系统是金属矿山地质灾害危险性应对的核心步骤之一，它能够实时掌握矿山地质环境的变化情况，找出地质灾害发生的早期迹象，为采取有效的防治对策争取宝贵时间。

　　在传感器选择方面，针对金属矿山地质灾害的特点，需要多种传感器协同工作。在监测地表的变形过程中，全球定位系统（GPS）传感器和全站仪是可行的工具。GPS传感器能够高精度地获得监测点的三维坐标信息，实时地反映出地表的位移变化。全站仪通过对角度、距离的精确测量，可以准确判断监测点之间相对位置的变化情况。这些传感器设置于矿山地表关键部位，如采空区上方、边坡顶端及底端，可及时发现地表微小变形。以某地下铅锌矿山为例，将GPS监测点设置在采空区上方地表处，并开始出现采空区顶底板沉陷现象，GPS传感器迅速捕捉到地表沿垂直方向的位移变化，从而为后续的风险评估和处理措施提供准确的资料。

　　水准仪也是地表变形监测的重要工具，尤其是地表沉降监测具有独特优势。定期对监测点进行水准测量，可以获取高精度的高程数据，形成沉降曲线。对于可能发生地面塌陷或不均匀沉降的区域，通过水准仪的监测数据可以直观地表明沉降的速率和范围。一些平原地区的金属矿山由于地下开采将造成大面积的地面沉降，而水准仪的长期监测可以为沉降发展趋势的判断提供至关重要的基础。

　　4结束语

　　综上所述，金属矿山地质灾害风险分析与防治是一项复杂而系统的工作，关系矿山生产安全、人员生命财产及周边生态环境稳定。通过对地质灾害种类和原因进行深入分析，运用科学的风险分析方法，能够更准确把握地质灾害发生的可能性和危害程度。而全面的风险管理措施，从预防、监测到应急处理的每一个环节，都是降低灾害损失、保障矿山不断发展的一道关键防线。在未来的金属矿山开采过程中，应持续提升对地质灾害风险的重视程度，不断改进与完善风险分析技术与管理策略，以实现金属矿业的绿色与安全发展，使矿山开采活动与自然环境更加和谐并存，最大限度减少地质灾害对人类社会的不利影响。

　参考文献

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