馬海會

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，山東 濟南 250014）

由于淺埋礦層容易被勘探，開采幾率較大，會形成大量的采空區(qū)，這些采空區(qū)穩(wěn)定性較差，隨時會發(fā)生地表變形的現(xiàn)象，產(chǎn)生如崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。由于其引發(fā)的災害具有長期性、突發(fā)性、不確定性等他點，所以在淺埋礦層開采中，需要對其穩(wěn)定性進行評價，以保證淺埋礦層的生態(tài)環(huán)境。開采區(qū)穩(wěn)定性評價是一種根據(jù)穩(wěn)定性水平進行開采劃分的手段，在采空區(qū)穩(wěn)定性治理與防治方面有著重要的作用，對淺埋礦層進行穩(wěn)定性評價能夠為后續(xù)開采工作、治理工作等提供一定的基礎，為其提供基本依據(jù)。

此次設計的穩(wěn)定性及治理方法從礦層基本的地質(zhì)特點出發(fā)，從三方面對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方法進行了設計。利用文獻分析法分析影響地質(zhì)災害穩(wěn)定性的因素，建立了淺埋礦層地質(zhì)評價指標，在此基礎上，根據(jù)模糊數(shù)的方法建立了淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性分析模型，對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性進行網(wǎng)了評價，通過分析結(jié)果對淺埋礦層地質(zhì)災害進行了治理，以此實現(xiàn)了淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理。

1 淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方法設計

1.1 淺埋礦層地質(zhì)評價指標建立

淺埋礦層穩(wěn)定性驗證主要是針對其對地表變形造成的影響程度，影響淺埋礦層穩(wěn)定性因素的原因很多，既有定量化因素，又有定性化因素，這些因素之間相互制約、相互影響，并隨著不同地區(qū)、不同的環(huán)境變化而變化。對評價淺埋礦層時，本文借助文獻分析法對以及以往案例，選取地質(zhì)水文條件[1]、地層結(jié)構(gòu)、巖體結(jié)構(gòu)、開采深厚以及其他因素等作為淺埋礦層的穩(wěn)定性評價指標。其中，淺埋礦層地層結(jié)構(gòu)是地層序列內(nèi)的堆積形式，不同的地層結(jié)構(gòu)對淺埋礦層的影響都存在一定的差異，一般情況下，基巖厚度越薄，采空區(qū)的穩(wěn)定性越差。淺埋礦層的穩(wěn)定性與巖體結(jié)構(gòu)也有較大的關系，巖體構(gòu)造變動強烈、節(jié)理較發(fā)育、密度大的淺埋礦層，其穩(wěn)定性也較差。地質(zhì)構(gòu)造較復雜，開采后的淺埋礦層形成的地質(zhì)災害較簡單地層形成的地質(zhì)災害穩(wěn)定性也差。根據(jù)上述了解到的評價指標為淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理提供一定的基礎。

1.2 實現(xiàn)淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理

在淺埋礦層地質(zhì)評價指標建立的基礎上，利用模糊數(shù)學方法對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性進行分析，該方法安全系數(shù)[2]較高，使用范圍廣，并且能夠直接求出臨界滑動面的位置，使用該方法不斷對影響礦層地質(zhì)災害的指標進行迭代，反復迭代后計算出淺埋礦層達到極限平衡時的安全系數(shù)，計算公式為：

公式（1）中，Ce代表強度折減因子，代表淺埋礦層受到影響后的摩擦角，i代表代入的影響礦層地質(zhì)災害的指標，此次計算不做定量分析。

在上述計算完成后，以礦山開采后的淺埋礦層的拉伸強度作為判斷依據(jù)，以此判斷淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性，計算公式為：

通過上述計算實現(xiàn)對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價，根據(jù)淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價結(jié)果，選擇相應的治理措施進行治理，以提高治理的能力。

2 實驗論證分析

上述實驗只是從理論上證明了此次設計的有效性，為了證明此次設計的方法具有一定的實際應用意義，設置實驗環(huán)境，實驗設備WieHDFU49，對淺埋礦層進行模擬，將本文設計的方法投入到實驗環(huán)境中，并為了保證實驗的嚴謹性，將傳統(tǒng)的方法與本文設計的方法進行對比，主要對比兩種方法的精準度，實驗對比結(jié)果如下所示：

圖1 實驗對比圖

分析圖1可知，傳統(tǒng)方法在對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理時精準度較低，因為該方法不能對評價指標有效分析，存在一定的外在影響因素，從而導致治理能力低，而本文設計的方法精準度較高，其能夠有效選擇淺埋礦層地質(zhì)評價指標，有效對地質(zhì)災害穩(wěn)定性進行評價，并采取相應的治理措施進行治理，通過上述實驗基本能夠證明此次設計的方法的有效性。

3 結(jié)語

礦產(chǎn)行業(yè)在我國占有重要的位置，為了保證其穩(wěn)定發(fā)展，本文針對傳統(tǒng)的淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方法精準度低的情況，對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方法進行了設計，在建立淺埋礦層地質(zhì)評價指標的基礎上，利用模糊數(shù)學方法對淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果選擇相應的治理措施進行治理。為了保證此次設計的方法的有效性，進行了實驗論證，實驗對比結(jié)果表明，此次設計的淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方法比傳統(tǒng)方法精準度高，具有一定的實際應用意義。希望通過本次研究能夠為淺埋礦層地質(zhì)災害穩(wěn)定性評價及治理方面提供一定的幫助，推動礦山行業(yè)的發(fā)展，促進我國的經(jīng)濟發(fā)展。