矿井地质灾害评价研究

矿井地质灾害评价研究

陈春国

龙煤鸡西矿业集团荣华一矿地测科黑龙江省鸡西市158100

摘要：矿井地质灾害是12大类地质灾害中灾害种类最多，活动最强烈，事故率最高的灾害之一，近年来我国矿井地质灾害事故频发，给国家和人民造成重大经济损失，造成重大人员伤亡，所以对矿井地质灾害防治的研究工作是个重大的课题。地质灾害危险性是表征地质灾害活动程度的标志。对地质灾害危险性进行评价可以是对一个特定灾害点（或灾害事件）的评价，也可以是对一个地区（或区域）地质灾害活动水平的综合评价。通过对矿井地质灾害危险性的评价可以发现矿井潜伏的重大地质灾害问题，为矿井提供防治地质灾害的措施和建议，对指导矿井安全运营、防治重大地质灾害发生等具有十分重要的现实和历史意义。

关键词：矿井；地质灾害；评价；研究

矿井地质灾害是地质灾害中种类最多，活动最强烈，事故率最高的灾害之一。近年来我国矿井地质灾害事故频发，给国家、人民造成重大经济损失和人员伤亡，所以对矿井地质灾害防治的研究工作是个重要的课题。由于矿井地质灾害中的诸多影响因素是难于用精确的数据来描述和处理，传统地质方法难于准确评价灾度，所以作者试引用数学方法来更自然、更贴切地反映地质灾害灾度的影响因素，并对矿井地质灾害的灾度进行综合评价。

1评价方法

目前应用的数学方法主要有二项系数法、层次分析法、模糊方法、灰色、物元评价法等，其中层次分析法是一种比较理想的方法。层次分析法，简称AHP法，是一种定性分析和定量分析有机结合在一起的系统分析和决策的新方法，该方法把一个复杂问题表示成递阶层次结构模型，然后对模型的各种模糊性因子，根据它们对于影响对象或作用目标的评判确定量化指标或标度指标，通过判断矩阵逐项或逐层得出各因子的权重或指标数值，最后计算出最高层次的评价标值。

随着人类对煤炭开采力度逐渐加大，地质灾害对人类生命财产的危害程度亦越来越大，人们往往用地质灾害来表示这种危害程度。它主要取决于地质灾害状况和社会经济状况，前者包括地质灾害种类、发育程度，而后者包括人口疏密程度和社会总产值的高低，如何定量分析这些多层次因素在地质灾害中的权重，而对地质灾害评价，层次分析法可很好地解决这一问题。用层次分析法作系统分析，首先应把实际问题分解为若干因素，然后按属性不同，把这些因素分成若干组，划分递阶层次结构，分为最高层、中间层、最低层，最高层为目标层，中间层为准则层，层中元素为实现决策目标所采取的措施、政策等，最低层为指标层。为将判断定量化，层次分析法引人1~9的比较标度，写成矩阵形式，通过对某一层次的各个因素形成条件、作用程度进行两两比较，确定各因素对上层次某因素的重要性，来得出判断矩阵元素的取值。

2层次分析法应用基础

层次分析法，简称AHP法，其基本方法是对于一个包括多因子而又难以准确量化的复杂系统进行分析评价时，根据各因子间的关系，理顺其组合方式和层次关系，据此建立系统评价的结构模型和数学模型;对模型的各种模糊性因子，根据它们对于影响对象或作用目标的评判确定量化指标或者标度指标，然后根据评价模型的需要，通过判断矩阵逐项或逐层得出各因子的权重或指标数值，最后计算出最高层次的评价标值。依据煤矿区矿井地质灾害种类及特点，其危害程度与人口数量和经济发达程度（人类工程活动强度）有关，一般可用综合灾度来表示，它主要取决于该区地质灾害发育程度和社会经济（人口、经济）发展状况。因此，本次定量评价时主要以地质灾害源、人口和经济作为评价因子，三个评价因子在地质灾害中均起正的影响作用，即人口数量愈高、经济越发达（二者决定人类工程活动的强度）、地质灾害愈发育，则地质灾害灾度值越高。矿区矿井地质灾害主要包括：顶板灾害、瓦斯等气体灾害、矿井老窑水害、地面灾害（塌陷、滑坡、崩塌等）、煤尘灾害等五大类。它们的形成和发展不仅具有相似的地质环境和动力条件，而且对人类的危害方式和环境破坏效应具有相互影响和叠加的作用，构成了矿区的一个地质灾害系统，因此可用多层次分析法对其进行评价。

3方法应用

3.1建立递阶结构模型

按层次分析原理，A为总目标层，B为子目标层，C为标准层，D为指标层。

3.2层次单排序及总排序计算及一致性检验：

用特征根法分别计算各个判断矩阵的最大特征值及其对应特征向量W，求得各层次相对上一层次各因素单排序权值，并一致性检验，利用前者求得总排序权值，并进行一致性检验。因计算繁琐，只列结果。

4结语

层次分析法是我国地下开采矿区地质灾害评价的一种有效方法，该法把评价中定性的因素进行了很好的定量化，为防治地质灾害和环境保护提供了理论指导，具重要的现实意义。

应用AHP法确定各指标权重系数，能对非定量事物作定量分析，对人们的主观判断作客观的描述，既反映了各评价因子间客观存在的层次关系，又克服了评价因子过多难于分配权重的弊病，而且概念清晰，简单易行。该分析法能够利用多个因子对矿井地质灾害灾度模糊性问题进行清晰地刻划，对矿井地质灾害灾度的评价具有一定的指导意义，可广泛地应用于有关环境地质问题的灾害评价。

参考文献

[1]胡淑礼.模糊数学及其应用[M].四川:四川大学出版社,1994.

[2]韩金炎.数学地质[J].北京:煤炭工业出版社，1987.

[3]程胜高等.环境影响评价与环境规划[J].北京:中国环境科学出版社，1999.

[4]王莲芬，许树柏.层次分析法引论[J].北京:中国人民大学出版社，1983.

[5]张丽.区域地质灾害危险性评价的定量化研究[D].长春:吉林大学,2006.

[6]许福美.层次分析法在矿井地质灾害灾度评价中的应用[J].矿业快报,2004,(7):47-51.

[7]杨梅忠,李鹏,宋继华.陕西黄陵彬长矿区地质灾害的评价预测[J].地质灾害与环境保护,2001,12(3):38-41.

[8]姚伟.神府东胜矿区地质环境综合评价与灾害防治[D].西安:西安科技学院,2002.

[9]尹显科,黄洁,刘智,等.四川省矿山地质环境综合调查与评价[J].四川地质学报,2004,24(4):212-218.

[10]孙广义,马云东.矿井支护系统可靠度熵函数研究[J].黑龙江科技学院学报,2003,13(4):38-40.

[11]郝传波,张瑞,海国志.基于熵的矿区资源与环境系统持续发展的评价[J].黑龙江科技学院学报,2003,13(2):58-60.

[12]康健,侯运炳,孙广义.未确知数学在煤层顶底板稳定性分析中的研究[J].黑龙江科技学院学报,2007,17(2):157-159.

[13]杨健,王瑜.基于信息熵的未确知测度的指挥信息优势评估[J].指挥控制与仿真,2007,29(3):27-36.

[14]魏东岩.矿山地质灾害分析[J].化工矿产地质,2003,25(2):89-93.