小尺度山区地质灾害隐患的无人机精细化识别方法与实践

本文针对小空间尺度范围内以滑坡、崩塌为主的山区地质灾害,提出了一套基于小型无人机摄影测量的精细化隐患识别方法。首先,针对工作区开展至少两期无人机摄影测量作业,经处理后得到实景三维模型、数字正射影像(DOM)、数字表面模型(DSM)等精细化成果;其次,以两期DOM与DSM变化检测为主实现灾害体识别;然后,基于灾害体共性特征建立典型识别标志,并依此采用三维实景目视解译为主方法实现孕灾体识别;最后,通过地面核查确认或排除隐患。将该套方法应用到三峡库首秭归泄滩河左岸顺向斜坡区域,共识别出10处不同类型隐患,证明了方法的可行性。

北京延庆泥石流隐患分布规律及演化趋势研究

泥石流是一种具有强烈破坏性的山区突发性地质灾害现象,是北京山区较严重、危害性较大的地质灾害类型之一。北京延庆泥石流灾害的研究主要针对局部或单流域泥石流沟,区域性的泥石流隐患特征、分布规律以及演化特征等研究工作极少。以北京延庆泥石流隐患为研究对象,旨在为延庆山区泥石流灾害预警预报和防灾减灾提供理论依据。通过收集延庆泥石流隐患相关文献资料,实际调查泥石流隐患发育特征,系统分析延庆泥石流灾害的孕灾背景情况,梳理自然地理、地质背景及人类活动之间的内在联系,查明泥石流隐患的沟域和物源特征,研究泥石流隐患所在流域的地貌形态、地形坡度、降雨条件及地层岩性的分布特征,探究泥石流、水石流和发育期、衰退期泥石流隐患的物源分布规律,查清泥石流隐患的物源转化过程,掌握延庆主要处于发育期和衰退期的泥石流隐患演化趋势。研究结果表明:延庆泥石流隐患属于暴雨型-沟谷型-支沟群发型泥石流,泥石流规模大小与流域地形地貌、松散堆积物累积、动态变化以及暴雨情况相关,研究成果可为泥石流调查研究、预测预报和监测预警提供科学依据和技术参考。

基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。

地震诱发煤矿次生灾害类型与评估方法

为解决煤矿承灾体受地震灾害影响易发生次生灾害风险的问题,首先,调查和分析典型案例,归纳总结煤矿次生灾害类型与破坏特征,并基于人、机、环、管全要素,构建地震诱发煤矿次生灾害风险评估三级指标体系;然后,提出风险等级和隐患重要度评估方法;最后,以河北省某市煤矿为例开展实际应用。结果表明:地震诱发煤矿次生灾害类型按照承灾体分为6类;地震诱发煤矿次生灾害发生可能性评估主要考虑煤矿所在区域地震灾害等级、煤矿次生灾害危险性、煤层瓦斯赋存致灾性、矿井水文地质条件致灾性、承灾体设防水平、防灾减灾能力6方面,后果严重性评估主要考虑灾害可能造成的伤亡人数和经济损失2方面;该市煤矿抗震设防薄弱环节为通风系统、井筒支护系统、排水系统,应有针对性地提高抗震设防等级。

地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术——以新疆屯宝煤矿为例

煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术体系,首先在对构造隐蔽致灾因素分析的基础上,提出了区域构造分析入手,地面、井下联合调查的构造隐蔽致灾因素快速排查技术体系,高效圈定矿井地质构造异常发育区、分析其分布规律;基于以往地面地质勘查钻孔资料和三维地震勘探数据初步分析全井田煤层厚度、断裂构造以及顶底板构造起伏形态;采用槽波勘探、定向钻探、超前物探、随采随掘地震、巷道快速写实等综合技术手段,对采掘工作面的地质构造逐级透明化;采用理论分析、工程类比、数值模拟、相似材料模拟、现场工程验证等方法,对地质构造类型、属性特征与煤层厚度、煤岩体结构、瓦斯涌出量、瓦斯压力、顶板矿压的相关性进行分析,研究在开采条件下采掘工作面过断裂构造不同区内的瓦斯参数、顶板/矿压灾害的响应规律,通过特征参数阈值选取实现工作面构造隐蔽致灾因素的监测和预警;利用数字化技术实现对不同地质构造及其灾害属性的数字化表达,通过建模软件实现对构造隐蔽致灾因素的三维透明化显示;构建了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系,并在屯宝煤矿进行了工程实践。研究结果表明:屯宝煤矿地质构造类型复杂,不仅发育有地堑式、地垒式、雁列式、挠曲等断裂构造样式,同时发育有小型冲刷带、断层及其破碎带等;复杂地质构造是诱发矿井瓦斯突出、顶板灾害、应力集中以及矿井冲击地压显现等矿井灾害的关键性地质因素,断层对巷道应力集中的影响范围为10~15 m,对工作面的影响范围为20~30 m;工作面内存在瓦斯富集区,瓦斯含量与瓦斯涌出量的分布具有明显分带性,且分带性受断层的控制;煤层瓦斯的含量、瓦斯涌出量随着工作面与断层的距离变化呈现对数相关性,在距离断层25 m处出现明显增加,在大于25 m区域变化不大,在小于25 m区域随着距离的减小呈指数型增大。工作面初次来压位置前后20 m、工作面见方前后30 m为中等冲击危险区域,采空区煤柱影响区、终采线前后50 m、落差大于4 m的断层前后30 m等区域为弱冲击危险区域;冲击地压、顶板和瓦斯等多种矿井灾害的隐蔽致灾因素叠合区域为灾害防治的重点区域。研究成果实现了构造复杂区域地质构造隐蔽致灾因素与矿井灾害透明化的无缝衔接,为煤矿区传统的地质勘查向数字化、智能化的发展提供了可行的技术路径。

微动勘探技术在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用

微动勘探技术凭借其无需人工激发震源、出色的抗干扰能力、高分辨率以及便捷环保等诸多优势,在面临复杂物探环境,特别是附近干扰强烈或不允许破坏的场地条件下应用广泛。本文以山西高阳煤矿采空区探测为例,开展了微动在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用研究,采用线性台阵进行微动数据采集,利用骄佳面波处理软件提取微动频散曲线,进而反演得到横波速度剖面,识别异常16处;结合16处异常,分别对采空区、陷落柱、断裂带等隐蔽致灾地质因素的波速特征进行分析,认为线性台阵微动方法在该矿区识别以上隐蔽致灾地质因素方面具有较好的应用效果。

百色电网输电通道边坡地灾隐患点识别与风险管控技术

收集百色市历史地灾点作为地灾易发性评估的灾害基础数据集,优选地形地貌、地质条件、环境条件、人类活动等多项致灾评估因子构建符合百色市地域特征的地灾易发性评估模型。将卫星遥感中的InSAR(合成孔径雷达干涉)技术引入电网输电通道的广域微形变监测中,结合地灾易发性评估模型进行电网边坡的地灾隐患点识别。基于地质灾害风险管控的研究,提出针对电网输电通道边坡的相关地质灾害风险管控措施。该风险评估方法联合微形变动态指标和多项致灾评估因子等静态指标,通过指标优选分析,使模型更具科学性和实用性,能够实现对百色市输电通道边坡地灾隐患点的高精度、高效的风险排查以及提供合理的风险管控措施。

铁路地质灾害早期识别与监测预警技术及应用研究

地质灾害隐患是我国山区铁路运输安全面临的巨大威胁,及早发现、诊断和处置灾害隐患对于铁路安全风险防范具有重要意义。为满足隐患精细化防治需求,系统归纳总结了我国山区运营铁路普遍存在的地质灾害隐患类型及特征,通过将灾害筛查、危险性评估与监测预警技术有机结合与融合应用,提出了基于天空地多源遥感和人工智能的铁路地质灾害早期识别与监测预警技术路线。研究表明:(1)我国山区铁路的地质灾害隐患主要表现出高位陡坡多、隐蔽性和潜伏性强、受工程扰动影响大、远程链式致灾和缓变型隐患分布广泛5种突出特征;(2)联合采用卫星遥感、InSAR、机载LIDAR和无人机遥感技术,实现了不同类型灾害隐患的精细化识别,形成了多层次立体化的铁路沿线隐患筛查技术方法;(3)融合应用机器学习、图像识别及变化检测等人工智能方法,提出了铁路沿线灾害危险性评估与监测预警技术路线,并通过工程应用验证了技术方案的有效性;(4)结合铁路工程特点,提出了以“区域-区段-工点”为主线的铁路地质灾害三级防控策略,构建了适用于铁路运维的地质灾害早期识别与监测预警技术体系。

基于云模型的煤炭矿区隐蔽致灾地质因素评价

为明确矿井隐蔽致灾地质因素,合理制定精准防治措施。以黑龙江省东部四个煤炭矿区为研究对象,构建了以层次分析法、熵权法、云模型三种评价方法融合的煤矿隐蔽致灾地质因素危险性评价模型,计算并分析各因素的综合权重及综合评价云图,评价其危险性等级。结果表明:鸡西、鹤岗、七台河矿区评价结果为Ⅳ级,双鸭山矿区评价结果为Ⅴ级。该研究可为实现煤矿事故提前警戒预防,保障煤矿安全高效生产提供参考。

大巴山峡谷区高陡危岩发育特征与风险评价

基于三维倾斜摄影采用数字地质调绘手段,研究西渝高铁明通隧道出口高陡危岩的发育特征及成因,基于无人机数字地质调绘成果对危岩区进行稳定性分析和落石运动轨迹数值模拟,分析危岩体崩落后的弹跳高度、运动速度、运动动能、运动距离。结果表明:WY01/02/04危岩带落石滚落到隧道洞口和#0桥台上的概率大,建议接长隧道明洞,设置桥墩防撞装置。

地质灾害隐患点自动化专业监测实施路径优化分析——以H市为例

通过梳理当前地质灾害隐患点实施自动化专业监测工作存在的不足,提出优化监测项目承担单位、监测技术方式、监测成果、专业监测项目全过程等措施,以H市地质灾害隐患点开展自动化专业监测的监测效果为例,监测项目实施达到高质高效,确保地质灾害隐患点的安全稳定,为地质灾害防治工作提供参考。

矿山地质勘探中的安全隐患及防治措施

随着经济社会的迅猛发展,人们对自然资源的需求日益增加。矿产开采的顺利进行,往往离不开高质量的地质勘探,它为矿产开采提供了坚实的数据支持。相关的勘探单位,可借助这一技术,准确获取某地区的矿产储量、地质构造以及地形地貌等关键数据。虽然这一技术的优势明显,但在其实际的推进过程中,也经常因为技术水平偏低或者工程地质结构复杂等因素,进而增加作业的难度带来潜在的安全隐患。为有效地应对危机,本文将对矿山地质勘探中的安全隐患展开相应分析,并提出相应的防治措施,以供参考。

天然气管道地质灾害风险调查与评价方法

针对管道地质灾害风险调查与评价中管道作为主体的独特性,首先在理论上明确了管道地质灾害的种类与管道地质灾害调查原则,并在此基础上探究完善了一套完整的考虑管道体的地质灾害调查与评价的方法体系;其次本文阐述了研究区的地质地貌、水文气象以及管网概况,为调查与评价的侧重点打下基础,之后将完善后的方法应用于研究区的管道地质灾害调查与评价中,探索分别使用定性、半定量以及基于信息量模型的定量评价方法对调查结果进行评价,最后选取基础典型地质灾害隐患点进行分析,结合实际给出防灾减灾建议。

平煤十一矿隐蔽致灾因素及防治措施研究

煤矿安全生产是工业生产的重要组成部分,安全隐患是煤矿事故的直接原因。采用生产揭露、物探、钻探、井下观测及分析计算等方法,对研究区构造类、地质类和工程类等隐蔽致灾因素进行了详细研究,确定了矿井主要隐蔽致灾因素,并根据致灾因素情况和特点提出了针对性的防治措施。结果表明,十一矿主要隐蔽致灾因素为断层、灰岩承压水、老空水和瓦斯,这些因素威胁着矿井安全生产,需要结合不同地质因素建立台账、分类管理,合理安排致灾计划,更好地服务于矿井安全生产。

高庄煤业隐蔽致灾地质因素分析及防治措施

煤矿隐蔽致灾地质因素具有隐蔽性、时变性、突发性等,探测和预防难度大。煤矿开采过程中的几大灾害事故,多数与隐蔽致灾地质因素紧密相关。通过开展煤矿隐蔽致灾地质因素普查,推动煤矿企业强化安全基础工作,提升安全保障能力,进一步减少事故总量,有效防范和遏制煤矿重特大灾害事故,为煤矿制定防灾措施和安全生产奠定基础。

浅埋煤层地表隐蔽致灾因素普查技术

浅埋煤层地表各类隐蔽致灾因素制约着煤矿的安全、高效、绿色开采,如何快速、高效查明地表隐蔽致灾因素类型、种属性,并结合矿井生产分析其所处的状态及其致灾危险性,是需要首先解决的问题。以陕北侏罗纪煤田浅埋煤层新民矿区青龙寺煤矿为研究对象,通过卫星遥感、低空无人机、地面地质调查、地质测量、采样测试、综合分析等技术,快速查明地表隐蔽致灾因素时空分布,结合井下涌水量观测、导水裂缝带高度多手段探查、矿压大数据分析、采空区气体监测及分析、数值模拟、相似材料模拟等技术,综合研究地表隐蔽致灾因素与矿井水害、顶板、火灾等关系。结果表明,井田内地表隐蔽致灾因素种类有过深沟开采、薄基岩—风化基岩、地表露天采坑及其积水、露天采坑回填、煤层露头自然发火等,上述隐蔽致灾因素可诱发井下工作面冒顶、工作面过沟开采顶板切落—动载矿压显现、工作面过露天采坑积水及其回填区的溃水溃沙、露头隐蔽高温区的有毒有害气体涌入等矿井灾害。研究成果可以为煤矿各类隐蔽致灾因素调查、分析提供参考,为浅埋煤层地表隐蔽致灾因素精准治理与灾害防治提供依据。

荆门市地质灾害综合防治体系建设与成效评价

荆门市位于湖北省中部,复杂的地质背景孕育了滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害及隐患。为保护人民生命财产安全,2018-2022年,荆门市紧抓重点省份地质灾害综合防治体系建设契机,从调查评价、监测预警、综合治理、防灾能力等方面入手,开展了一系列务实且高效的工作,基本建成了地质灾害综合防治体系,成效显著。本文对体系建设及成效进行了系统评述,并对相关工作经验进行了梳理总结。

煤矿隐蔽致灾因素可视化在矿井灾害治理中的应用

煤矿隐蔽致灾因素是煤矿生产过程中的重要安全隐患,隐蔽地质灾害的预防和治理是矿井安全工作的重点和难点。从隐蔽地质灾害的表达、分析工具开发及煤矿隐蔽致灾因素可视化应用研究3个层面进行探讨,以三道沟地质保障系统所构建的全矿井三维地质建模作为载体,将普查报告所认定的隐蔽致灾因素进行准确定位、三维建模和分类管理,实现隐蔽地质灾害的可视化表达;分析工具开发方面,基于三道沟矿区地质环境和地层特点,通过研究矿井工作面开采形成的“上三带”的发育规律,开发专用建模工具,快速构建(模拟)回采工作面“上三带”模型;在应用方面,基于三维地质模型和专用工具,快速分析、模拟和预测隐蔽致灾因素对生产可能造成的影响,提高矿井安全管理水平。

复杂山区陡立山体崩塌灾害及应急抢险处置

某高速公路特大桥右侧山体发生大规模花岗岩拉裂式崩塌灾害,在坡面高位残留危岩体等多种不利条件干扰下,需短时间内抢通并确保左线高速道路双向通行。详细介绍应急抢险全过程,在对灾害现场和崩塌危岩进行地质调查分析的基础上,制定“全方位监控量测预警预报,落石路径拦截引导+既有工程结构物保护,分层、多次定向小剂量爆破、清除崩塌体”的综合应急抢险方案和恢复重建步骤。仅6天时间即成功完成应急抢险工作,为桥梁恢复重建施工作业安全提供了有力保障。

山东省宁汶煤田鑫安煤矿3煤层开采水害隐患分析

为了查明鑫安煤矿开采3煤层的水害隐患类型,分析水害对矿井的潜在威胁和空间分布特征,采用现场质询、资料收集、井下踏勘的方法,逐一分析了煤矿大气降水及地表水、第四系砂砾层、新近系砂砾层、白垩系砂岩、3煤层顶底板砂岩、三灰、十下灰、奥灰、老空积水对3煤层开采的影响,排查分析出影响3煤层开采的水害隐患类型为3煤层顶底板砂岩、奥灰水和老空积水;采用“采后导水断裂带内含水层总厚度值”和“突水系数法”对开采3煤层的顶板砂岩充水危险性和底板奥灰突水危险性进行等级划分。研究分析出开采3煤层水害隐患的空间分布特征为3煤顶板水害主要影响矿井中部、老空水主要影响矿井浅部、奥灰水主要影响矿井东部。