矿山岩土工程灾害的数值模拟与风险评估论文

2025-07-10 16:40:30 来源: 作者:xuling
摘要:矿山岩土工程建设中,需要对灾害加强关注,采取科学的预防措施,降低灾害造成的经济损失,提高岩土工程开发效益。对此,本文将通过灾害数值模拟分析与风险评估法,对矿山岩土工程的灾害情况作出判断。
摘要:矿山岩土工程建设中,需要对灾害加强关注,采取科学的预防措施,降低灾害造成的经济损失,提高岩土工程开发效益。对此,本文将通过灾害数值模拟分析与风险评估法,对矿山岩土工程的灾害情况作出判断。精准识别灾害风险,运用先进技术进行有效预防,促进矿山岩土工程的安全生产,实现矿山岩土工程的现代化。
关键词:风险评估;地质灾害;数值模拟;岩土工程
通过对矿山岩土工程灾害的数值模拟,精准识别灾害中的参数,为判断地质灾害风险提供数据支撑。数值模拟方法较为常用,搭配遥感技术获取地理信息,从而识别地质灾害的迹象。依靠地理信息系统获得完整的地理信息,将数据信息整合,为灾害风险评估工作提供保障。
1矿山岩土工程灾害数值模拟与风险评估的必要性
灾害数值模拟与风险评估在矿山岩土工程建设中有着重要的作用,为工程安全开发与建设提供保障。首先,有利于降低工程建设期间地质灾害的发生概率。通过数值模拟,及时获取矿山岩土工程的地质信息。数值模拟具有科学性的特点,能够对岩体进行分类,利用岩体力学知识对矿山岩土工程的活动进行分析,得到详细的信息。而风险评估人员则利用信息进行判断,对比相应的指标,运用先进的人工智能技术,对灾害作出判断,保障工程建设的安全。另外,数值模拟是以科学的方法进行实验,能够获得准确的工程地质灾害信息。因此,运用数值模拟能够确保灾害预防的科学性,发挥灾害预防的优势。其次,有利于提高矿山开发的安全性与实效性。通过灾害数值模拟与风险评估,准确预防风险,明确风险的危害。技术人员根据矿山开发的要求,落实风险防范措施,保证工程开发的质量。同时,依托数据与风险管控技术,采用科学的方式建设矿山岩土工程,提高工程建设的效率,促进企业经济效益的提升。
2矿山岩土工程灾害数值模拟的方法
矿山岩土工程灾害数值模拟法主要包括两类,一是连续岩体力学的数值模拟,二是不连续岩体力学的数值模拟。其中,不连续岩体力学的数值模拟法较为常见,通过边界元法、有限元法与有限差分法,对岩体进行处理,有效排除岩体复杂环境的影响。首先,矿山岩土工程勘察设计阶段,对岩体的地应力、温度与地下水环境进行分析,科学判断其耦合作用,建立数值模型。在模型的应用下,优势得到显现,能够准确模拟复杂岩体的结构,对地质灾害进行准确的预测。例如,技术人员通过现场原位实验,得到实验数据,建立力学模型,实现对岩土工程的准确判断。其次,有限元法属于数学和物理方面的内容,通过数值模拟的形式,有效解决灾害问题。在上个世纪60年代,该方法进入矿山岩土领域,用以解决岩土灾害风险问题。通过将多个彼此联系的单元进行组合,构建数值模型,发挥有限元法的作用,实现数值模拟法的应用。最后,边界元法利用弹性与塑性力学的知识,对矿山岩土工程中的地下水与热传导情况作出分析。技术人员通过该方法求解边界积分,划分单元。并对区域内的场变量进行求解,从而得到基础的算法。以叠加的方式进行计算,得到计算结果,为矿山岩土工程灾害的分析提供完整的数据信息。
3矿山岩土工程灾害风险评估的实际应用
3.1搭建风险评估体系
风险评估体系的搭建是灾害风险评估技术应用的基础,技术人员以实际的矿山岩土工程灾害为切入点,提高体系运用的实效性。首先,针对地面沉降、泥石流、地震等灾害,建立明确的风险指标,将其融入到地质灾害评估体系中,发挥风险评估体系的作用。技术人员运用数值模拟,完整、准确的获取该矿山地区的全部信息。包括地质构造信息、环境信息与灾害信息等。将其融入到风险评估体系中,为体系的运行提供数据支撑。该体系的运行离不开计算机技术,通过计算机系统对地质信息进行识别,对比风险评估体系的指标,分析历史灾害事件的特点,从而判断下一阶段矿山岩土工程灾害发生的时间与规模,便于及时采取预防措施,降低灾害对矿山岩土工程建设造成的风险。其次,基于矿山岩土工程灾害的发生机制,风险评估人员优化风险评估体系,发挥体系的作用,提高灾害风险评估的针对性。例如,某地震灾害预防中,风险评估体系对地震活动规律作出判断。结合历史地震事件的信息,对地震带的分布情况产生了解。数值模拟法的运用获取大量的数据信息,将数据信息运用其中,能够精准判断下一阶段地震发生的地点与规模。矿山岩土工程建设者建立风险评估系统,对地震风险作出预测,采取预防措施,降低地震灾害引起的损失。最后,采取双重预防机制,建立双重防线,对地震、泥石流与山体滑坡灾害进行有效预防,发挥风险评估体系的优势作用。例如,技术人员根据自身经验,对地质灾害的演化过程作出判断。加强风险管控,对山体滑坡与泥石流风险进行防控。结合矿山岩土工程实地勘察的数据,提高地质灾害风险评估的准确性,促进地质灾害风险的多重控制,实现风险评估体系的有效应用。
3.2强化现场监督管理
在全面风险评估体系的作用下,监测装置的应用水平得到提高。首先,结合矿山岩土工程开发建设的内容,采用地震仪与地下水位监测仪进行现场监督,有效识别地质灾害的发生迹象。例如,某矿山岩土工程项目建设中,地质勘察人员将现场监测设备与预警系统有效链接,设备一旦识别风险,立即发出指令,从而触发预警系统报警。工作人员听到报警信号,立即前往现场,采取应急措施,降低灾害造成的风险,保障矿山岩土工程的建设安全。其中,地下水位监测设备,能够对地下水的变化情况进行显示。地下水位信息与山体滑坡、泥石流等灾害的发生有着密切的联系。对此,一旦地下水位超出警戒线,地下水位监测装置会立即发出信号,为风险评估人员提供数据支持。其次,现场风险评估人员,对监督设备的信息进行使用,根据信息制定相应的应急方案,发挥监测装置的作用,提高现场监督管理水平。例如,灾害风险评估中,将监测设备、预警系统与无线网络进行连接。将监测设备的信息传输并储存到预警系统中,系统会自行对数据信息进行处理,从而发挥作用,强化矿山岩土工程现场的监督管理。其中,变形监测仪器能够对地质变形系数进行识别,从而判断地震活动的情况。在监测设备的支持下,将变形系数实时传输到控制系统中,现场监督人员定期检查各个监测装置,保证装置功能稳定,发挥监测作用,促进风险评估水平的提高。最后,打造专业的现场监督管理团队,使其发挥预警功能。现场工作人员通过与各部门之间的合作、交流,实现数据信息的共享。例如,某矿山岩土工程建设中,各部门成员利用共享系统,对数值模拟信息进行高效利用,准确判断项目地区灾害风险。并及时沟通,制定科学的预防策略,提高现场评估预警的整体效能。
3.3灾害风险定量分析
3.3.1定量评估
矿山岩土工程灾害风险评估过程中,需要依托数值模拟信息,实现对灾害风险的定量分析。首先,通过地质勘察,收集大量的地质灾害数据。并建立数值模型,对不同灾害的风险等级进行定量评估,为风险决策提供依据。例如,地质灾害的发生与人类活动、自然环境演变与地壳变迁有着密切关系。技术人员将地质勘察的信息输入到模型系统中,从而生成复合型模型,能够对不同因素造成的灾害风险作出判断,明确风险的程度与发生概率。风险评估人员对数值模拟的信息与指标进行使用,通过精准的计算对不同灾害发生的概率进行明确。同时,计算出特定周期内灾害发生的频率与强度,从而采取有效的预防措施。其次,针对计算结果,灾害风险评估人员得到准确的评估结果,并将其应用到矿山岩土工程项目的决策中。评估人员对风险进行定性与定量分析,制定防灾减灾的有效方案,降低灾害造成的损失。例如,某风险评估者采用概率统计的方法,建立回归线性方程,通过回归分析的方式,对地质灾害的风险程度进行定量分析。最后,将分析结果上传,为决策者提供理论依据。
3.3.2结果对比
矿山岩土工程灾害风险定量分析后,对定量分析结果进行对比研究。首先,建立数据库,将数据信息与管理信息完整储存,充分提高风险评估的准确性。在此过程中,将不同定量分析方法的结果进行对比,展现风险评估的优势。例如,某矿山岩土工程中,概率统计得到的灾害风险信息较为完整,对地质灾害的程度明确。而回归分析的结果信息与模糊数学分析的结果信息存在较大的差异,尤其是灾害的强度、发生概率与发生频率不同,需要做好结果对比工作,确保矿山岩土工程灾害风险定量分析的质量。其次,风险评估者对监测仪器与设备所统计的信息进行收集,以此为判断标准。将数据信息精准传输,输入预警系统内,提高部门与机构的执行效率,促进预警系统功能的发挥。例如,定量评估人员对不同设备所采集的信息作出判断,从而提高结果对比的水平,发挥风险评估技术的作用,促进矿山岩土工程风险评估质量的提升。最后,定量评估结果对比完成后,对结果信息作出判断,提高矿山岩土工程灾害风险管控水平,保障工程建设安全。同时,总结此次定量分析的经验,为后续灾害风险评估工作提供依据。
3.4建立地理信息系统
地理信息系统技术又称GIS技术,是遥感技术应用的重要体现,在矿山岩土工程灾害风险评估中有着积极的作用。首先,根据矿山岩土工程实际情况,企业创新遥感技术,通过航空与卫星遥感的方式获取地理信息,对矿山岩土工程所在地的地质、地貌信息进行了解。例如,技术人员通过地理信息系统技术对矿山岩土工程所在地的地质信息进行获取,发现植被覆盖率较高,地质风险的发生概率较低。地理信息系统能够对遥感技术获取的数据进行处理,使其转化为实用性更强的数据。并结合可视化空间展示功能,实现对多元数据的应用,提高灾害风险评估的精准度。地理信息系统在5G技术支持下,能够高效获取数据信息,并利用计算机系统功能,对地形、地质、地貌信息进行使用,生成图像,方便地质灾害风险的评估。其次,结合地质灾害的发生机制,风险评估人员使用遥感技术生成信息完整的数字图像,包含大量的模型与地形图。通过对地质灾害形成原因的模拟分析,准确提取地质灾害信息。例如,某矿山岩土工程企业投入大量资金,利用地理信息系统对项目所在地的参数信息进行获取。其中,山体的地形曲率与坡度信息完整呈现在系统中,利用计算机系统对灾害的发生情况与演化过程作出分析,提高系统的应用效率。最后,通过遥感技术获取植被覆盖信息,为泥石流与山体滑坡灾害进行风险评估。植被覆盖率较高,山体滑坡与泥石流灾害的风险较低,在地理信息系统的作用下,建立函数方程,对二者的关系有效梳理,从而提高风险评估的概率。例如,风险评估人员利用地理信息系统对遥感数据整合,实现矿山岩土工程地质灾害综合分析,为工程决策提供科学依据。
3.5运用人工智能技术
人工智能技术在矿山岩土工程灾害风险评估中有着广泛的应用,能够减轻人力劳动,降低人力成本,提高工程地质灾害风险的防控水平。首先,利用人工智能技术开发无人机系统,将无人机转移到指定位置,对目标区域进行监测,得到完整、准确的智能信息,发挥无人机监测的作用。在此过程中,无人机摄像头将目标区域的信息实时传递到控制中心,风险评估人员对信息进行收集、整理,从而提高风险防控能力。由于地质灾害的评估较为复杂,需要各界合作,对无人机技术进行广泛使用。借鉴国内外先进的研究成果,矿山岩土工程企业与各界展开合作,形成良好的工作氛围。例如,某矿山岩土工程灾害风险评估中,无人机传递回的信息记录了大量的信息,包括泥石流灾害信息。发现该地区的植被覆盖率较低,土壤储水能力较差,无法满足灾害风险评估要求。对此,风险评估人员做好处理工作,有效验证地质灾害的评估等级,提高风险预警的能力。其次,人工智能技术能够应用到复杂的环境中。矿山岩土工程项目建设中,可能存在危险区域。盲目使用人力评估会造成安全风险,对此,使用人工智能代替人工,不仅能够降低安全事故带来的风险,而且能够提高灾害风险评估的精准度,促进风险预警水平的提高,满足地质灾害管控的要求。最后,持续创新人工智能技术,将其与大数据、数据库技术有效连接。人工智能检测的数据会通过大数据技术有效处理,避免其出现问题。并将数据信息储存到数据库中,提高工程灾害风险评估的效率,发挥风险评估的作用。
4结论
综上所述,本文通过对矿山岩土工程灾害数值模拟与风险评估的必要性进行分析,详细描述数值模拟与风险评估的优势作用。基于二者的运行原理,进行其展开应用。通过搭建风险评估体系、强化现场监督管理、对灾害风险定量分析以及引入遥感技术、人工智能技术与无人机技术,实现对灾害风险的精准评估,为预防措施的采取提供依据,保障矿山岩土工程的安全生产。
