鄂东南某矿区地质环境风险评价研究
本文关键词:鄂东南某矿区地质环境风险评价研究
【摘要】:矿产资源是我国国民经济的重要支柱,矿产资源开发和矿山地质环境保护一直以来备受关注。在我国,由于用地紧张,矿区周边分布有大量居民聚集区,一些矿业城市更是建设在矿区之上,采矿活动直接威胁着矿区及周边居民的生命财产安全。近些年,有学者提出了矿山地质环境风险评价的思路,它是在国际上通用的矿山地质环境影响性评价和地质灾害风险评价理论的基础上,围绕矿山开采过程中的地质环境问题,从地质环境问题对生命安全和财产损失的潜在后果出发开展的量化评价。从减缓矿山地质环境问题风险的角度,指导矿产资源开发规划与矿山地质环境保护,是确保矿区居民安居乐业和社会和谐的基础,亦是建设美丽中国的重要举措。由于风险评价涉及定量评价过程,当矿区的区域评价和多种地质环境问题评价叠加在一起时,使定量风险评价变得十分复杂,需要将创造性的思维和现代的技术手段相结合,探索矿区地质环境风险评价的技术方法。为此,本文在鄂东南重点成矿区内选择了大冶市及其下辖的陈贵镇某矿山为典型研究区,借助RS与GIS技术,从区域的矿山地质环境影响性评价和单体矿山的地质环境风险评价两个层次,尝试建立了一套用于矿山地质环境风险评价的理论体系和技术方法,对于类似矿业城市与重点成矿区的资源开发与矿山地质环境保护有着重要指导与参考意义。本文主要取得以下成果:(1)大冶矿区地质环境影响性评价方法及结果:在大冶矿区矿山开采现状和矿山地质环境调查的基础上,考虑了地质环境背景、已有地质环境问题和矿山开采活动三方面的10个评价因子,采用传统的模糊综合评价法,对非采矿的自然状态和采矿状态下区内的地质环境影响性进行了评价和对比,分析了大冶矿区在自然状态下的地质灾害易发性与采矿状态下地质环境影响性的变化。结果表明:自然状态下,大冶矿区地质灾害高易发区面积占比3.29%、较高易发区面积占比12.55%、较低易发区面积占比24.53%及低易发区面积占比59.62%,采矿状态下,大冶矿区地质环境影响性严重区面积占比13.63%、较严重区面积占比22.96%、较轻区面积占比33.95%、轻区面积占比29.46%,并针对前后影响性较大的区域,提出了相关防护建议。(2)单体矿山地质环境风险评价流程及技术方法:矿山地质环境风险评价流程由矿山地质环境问题的危险性评价和承灾体的易损性评价组成,关键问题是矿山地质环境问题作用强度的量化和承灾体易损性分析相关属性的快速识别。以大冶矿区常见的尾矿库为例,通过物理模型试验和Tsunami Squares数值模拟法相结合,量化研究了矿区尾矿库溃坝后的作用强度。提出了在用地类型分类基础上,通过现场抽样调查获取承灾体易损性分析所需属性的快速识别方法。(3)典型矿山地质环境风险评价的实例应用:以陈贵镇某矿山为例,现场调查认为尾矿库与开采爆破振动是影响周边居民生命财产安全的主要地质环境问题。以尾砂库溃坝后流动过程的泥深和最大速度,爆破振动速度作为两项地质环境问题的作用强度参数,对区内地质环境危险性进行了量化评价。对区内196个建筑物集中片区(含坝前89处单体建筑)开展了易损性评价及风险性分析。评价结果表明:尾矿坝在极端工况条件,发生1/4(及1/2)溃口的事故中,高、中高、中、低及无风险建筑物数量分别为:7(及21),14(及22),11(及9),0(及0),57(及37);针对相关高风险区,提出了安全渡讯、尾砂回收和搬迁安置等风险管理建议。基于RS和GIS的矿区地质环境风险评价,是实现区域和多种地质环境问题风险量化分析的有效途径,也是突发地质灾害风险理论在矿山和城市等区域地质环境评价领域的拓展。以大冶矿区与陈贵镇某矿山为例,建立了较为完善的矿山地质环境风险评价和管理的理论体系,也为其他类似矿业城市或重点矿区的地质环境风险分析提供了切实可行的技术方法。
【关键词】:矿山地质环境 影响性评价 风险评价 尾矿库
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD167
【目录】:
- 作者简历7-8
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-15
- 第一章 绪论15-23
- 1.1 选题的来源及意义15-16
- 1.2 国内外研究现状、发展趋势及存在问题16-19
- 1.2.1 矿山地质环境评价研究现状16-17
- 1.2.2 矿山地质环境风险评价17-19
- 1.2.3 发展趋势19
- 1.2.4 存在问题19
- 1.3 研究目标、内容及技术路线19-23
- 1.3.1 研究目标19-20
- 1.3.2 研究内容20
- 1.3.3 研究方法20-21
- 1.3.4 技术路线21-23
- 第二章 鄂东南大冶矿区地质背景及矿山地质环境问题23-32
- 2.1 大冶市自然地理、地质背景23-26
- 2.1.1 自然地理概况23-25
- 2.1.2 区域地质背景及工程地质条件25-26
- 2.2 大冶市矿产资源分布概况26-27
- 2.3 大冶矿区地质环境问题分布及成因类型27-30
- 2.3.1 大冶矿区地质环境问题分布27-28
- 2.3.2 大冶矿区地质环境问题成因及危害分析28-30
- 2.4 陈贵镇某矿区概况30-32
- 第三章 大冶矿区地质环境影响性评价32-46
- 3.1 大冶矿区地质环境问题的影响因素32-36
- 3.1.1 地质环境背景因素32-35
- 3.1.2 已有地质环境问题35-36
- 3.1.3 采矿活动36
- 3.2 大冶矿区地质环境问题影响因素筛选36-38
- 3.3 大冶矿区地质环境影响性评价指标体系38-41
- 3.4 大冶矿区地质环境影响性评价过程41-43
- 3.5 地质环境影响性评价结果对比分析及建议43-46
- 3.5.1 评价结果对比分析43-44
- 3.5.2 管理建议44-46
- 第四章 矿山地质环境风险评价思路及技术方法46-67
- 4.1 矿山地质环境风险评价思路46-49
- 4.2 尾矿库溃坝后运动过程分析的数值方法49-55
- 4.2.1 尾矿库溃坝后流动模拟的Tsunami squares法50-53
- 4.2.2 加速度参数分析53-55
- 4.3 典型尾矿库溃坝后流动过程的物理模型实验55-56
- 4.4 尾矿库数值模拟的参数验证56-64
- 4.4.1 数值模拟网格模型简介57
- 4.4.2 尾矿库溃坝模型运动过程分析57-62
- 4.4.3 模型参数验证62-64
- 4.5 典型尾矿库溃坝后的流动过程分析64-67
- 4.5.1 尾矿溃坝实形模拟64-65
- 4.5.2 实形模拟结果分析65-67
- 第五章 单体矿山地质环境风险评价及分析67-78
- 5.1 单体矿山地质环境危险性评价67-70
- 5.2 单体矿山地质环境易损性评价70-73
- 5.2.1 建筑物结构易损性指标70-71
- 5.2.2 建筑物维护状况易损性指标71
- 5.2.3 建筑物使用年限易损性指标71-73
- 5.3 矿区地质环境定量风险评价73-75
- 5.4 研究区矿山地质环境风险分析及管理75-78
- 5.4.1 尾矿库溃坝后风险分析及管理75-76
- 5.4.2 尾矿库溃坝后风险管理76-77
- 5.4.3 爆破振动风险分析及管理77-78
- 第六章 结论78-80
- 6.1 主要研究结论78-79
- 6.2 展望与不足79-80
- 致谢80-82
- 参考文献82-88
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