Analysis of debris flow control effect and hazard assessment in Xinqiao Gully,Wenchuan M_(s)8.0 earthquake area based on numerical simulation

Xinqiao Gully is located in the area of the 2008 Wenchuan M_(s)8.0 earthquake in Sichuan province,China.Based on the investigation of the 2023"6-26"Xinqiao Gully debris flow event,this study assessed the effectiveness of the debris flow control project and evaluated the debris flow hazards.Through field investigation and numerical simulation methods,the indicators of flow intensity reduction rate and storage capacity fullness were proposed to quantify the effectiveness of the engineering measures in the debris flow event.The simulation results show that the debris flow control project reduced the flow intensity by41.05%to 64.61%.The storage capacity of the dam decreases gradually from upstream to the mouth of the gully,thus effectively intercepting and controlling the debris flow.By evaluating the debris flow of different recurrence intervals,further measures are recommended for managing debris flow events.

The Occurrence Mechanism of Geological Disasters and Countermeasures in a Certain Area

In recent years, natural disasters in China have occurred frequently, especially large disasters such as earthquakes, floods and droughts, which have posed a serious threat to local public safety. In addition, the geological environment of local mountainous areas in China is complex and diverse, and climate change is large. Considering the dynamic coupling effect of rainfall conditions to stimulate geological disasters, this paper takes dynamic risk assessment technology as the guide, constructs a dynamic risk early warning model of geological disasters, establishes a prototype system, realizes dynamic risk assessment and emergency early warning of geological disasters at the regional level, and provides feasible technical support for targeted emergency disaster prevention. At the same time, the investigation and evaluation, mechanism research and monitoring and early warning related to the comprehensive prevention and control of geological disasters are important tasks that cannot be ignored, an important link in the emergency response system for geological disasters, and a key stage process to guide scientific disaster prevention. On the basis of exploring the mechanism and catastrophic effect of rainfall to stimulate landslides and mudslides, we will carry out in-depth research on disaster prevention countermeasures such as systematic engineering disposal, monitoring and early warning.

GEOLOGICAL HAZARDS AND THEIRS CONTROL

Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｄｖａｎｃｅｓｉｎｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｌｉａｚａｒｄｓｉｎｃｅｔｈｅｆｏｕｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｓｓｏｃｌａｔｉｏｎｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＨａｚａｒｄｉｎ１９８９．ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｔｙｐｅａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈａｚａｒｄｉｎＣｈｉｎａｈａｖｅｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＳｏｍｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈａｚａｒｄｉｎＣｈｉｎａ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ．ｚｏｎａｔｉｏｎ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｏｌｉｃｙａｎｄｌａｗｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｔｗａｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈａｚａｒｄ，ｍｏ?

基于InSAR技术的矿区地质灾害识别与监测

随着 InSAR技术的不断发展,其在矿山地质灾害勘查中的应用范围和效果都有了明显的提高。利用这种方法,可对大范围的连续形变进行跟踪监测,帮助识别和测量区域内的地质灾害。此外,与高分辨光学遥感资料相结合,对孕灾地质环境及矿山地质灾害体进行初步解释,主要形变区域及矿山地质灾害隐患的类型,范围及变形趋势的圈定。为矿山地质灾害危险性的研究和评估奠定了基础。基于此,该文章主要针对矿区地质灾害识别和监测工作进行了分析,并且探讨了InSAR技术在应用过程中所起到的作用和效果,同时还提出了相应的意见和建议,希望能给有关人员带来帮助和参考。

西部矿区采动损害及减损开采的地质保障技术框架体系

【目的】煤炭在我国的主体能源地位短期内难以发生改变,是我国能源发展的兜底保障。煤炭资源大规模、高强度的开采损害煤矿区地质环境,同时导致突水、冲击地压等灾害。【方法】围绕煤矿安全高效开采面临的地质环境损害预测预警难和减损开采保障压力大等难题,基于煤炭采动损害预测与减损地质保障多学科交叉特点,突出地质条件的控灾机理和采动致灾模式,强调煤炭开采模式与地质结构演化全时空多场响应,分析采动效应下地质条件物质场、能量场、信息场的耦合机制,厘清损害模式和预警信息关键参量的映射关系,形成安全高效开采的地质保障策略和减损控灾工程技术体系。【结果和结论】研究思路为“孕灾环境→损害机制→过程响应→损害预测→防灾减损”,技术路线是“煤矿开采地质环境条件→地质结构演化规律及损害模式→多物理场演化全时空信息响应→损害监测及预测预警→减损保障工程技术”。核心内容包括:(1)剖析地质条件与致灾地质体的空间关系和成因联系,构建高精度的三维地质力学模型,阐明地质结构、开采条件和损害模式的映射关系,建立主控要素的特征参量数据库;(2)构建采动效应下的工程地质力学模型,研究开采方式、空间布局、采动速率等影响下地质条件结构的时空演化特征和损害机制,提出考虑地质体关键结构破坏演化规律的损害模式判识方法;(3)获取采动过程地质结构演化背景下的全时空多源信息响应,提出主控参量作用下的损害模式识别标准,进而厘清裂隙场、应力场、渗流场与地球物理场信息参量的镜像关系,建立基于地质条件物质场、能量场和信息场耦合响应的全时空信息映射模型;(4)构建地面-钻孔-井下的全空间、多方位、主被动的一体化多源监测体系,提出煤矿采动损害预测模型和预报方法;(5)构建基于损害源、损害模式、损害动力、损害通道剖析以及减损技术与效果评价于一体的减损控灾体系,追求煤炭安全开采与地质环境保护协调发展,破解资源开发与地质环境制约之间的矛盾,为煤矿安全高效开采和防灾减损提供地质、力学、物理基础的科学依据。

采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究

知识图谱是认知智能研究不可或缺的组成部分。针对采场矿压危害事件传统分析方法对煤矿开采过程中应力时空演化过程及隐患演化与风险防控关系等表达存在不足的问题,本文基于采场全生命周期提出一种采场矿压危害事件知识图谱表示方法:首先,从地质灾害的角度,分析采场应力及分布的动态特性,对矿压地质灾害中的各节点进行动态关联,提出顾及时空过程的采场矿压地质灾害知识图谱表示方法。其次,从事故的角度,分析采场矿压事故隐患演化与风险防控过程,将隐患耦合演化与防治措施融入知识图谱表示模型中。最后,运用Neo4j构建矿压危害事件知识图谱。结果表明:依据该表示方法构建的知识图谱,不仅刻画了灾害事件中不同对象的时空演化过程,还描述了隐患耦合演化过程以及对应的风险防控措施,为采场矿压危害的防治提供了智能研究途径。

深井矿山热害防治及制冷降温技术应用

随着金属矿山开采深度的增加,高地温越加显现,而矿山在热害控制方面经验不足、个体防护及培训缺失、有效的机械制冷技术应用较少等,亟待加强深井金属矿山热害防治安全技术相关研究。本文分析了深井矿山热环境对作业人员、生产效率的影响,总结了热害防治的综合措施,包括通风系统优化、热源控制、个体防护、压缩空气制冷、机械制冷等方面,列举了南非、澳大利亚两座典型深井矿山机械制冷降温技术的典型应用,供其他深井矿山借鉴。

安徽省阜南县地质灾害风险调查评价研究

为深入探究并科学评价安徽省阜南县地质灾害高风险区域,确保当地居民生命财产安全,本文通过1∶5万比例尺地质灾害风险调查工作,对该县潜在的地质灾害类型、形成机制以及对人类社会构成的威胁进行了系统分析。基于调查数据和科学的风险评估方法,本文不仅提出了针对性的地质灾害风险管控策略,还全面总结了阜南县地质灾害的发育分布规律。这一研究不仅为阜南县地质灾害的防控提供了科学依据,也为类似地区的地质灾害风险管理提供了参考。

强开采扰动下危废填埋场地下水环境风险防控

选取某危废填埋场作为研究区域,结合地质及水文地质特性建立水文地质概念模型、水分运动和溶质迁移耦合模型,通过数值模拟手段定量计算并预测渗滤液污染物在地下水中的扩散模式。结果表明,受下游敏感点的强开采扰动影响,污染物迁移速度较快,地下水发生显著“捕获”效应,污染物将在1987 d左右到达下游敏感区域;模拟期污染羽最大迁移距离为875.62 m,超标范围最大可达9986.4 m^(2)。基于预测结果,提出建立源头预防过程监管末端治理的地下水污染风险防控体系。

智能放顶煤技术在特厚煤层上覆含水层保护中的应用

我国内蒙古东部和新疆北部草原地区煤炭及地下水资源丰富,煤矿高强度开采形成的采动裂隙易导通强富水含水层,极易引起上覆岩层的地下水系统破坏,更容易发生突水溃砂事故,尤其含水层下综合机械化放顶煤开采的放煤高度难以控制。以特厚煤层上覆含水层系统保护为研究对象,以含水层保护和水砂灾害安全防控为研究目标,研发特厚煤层上覆含水层保护的智能放顶煤关键技术,应用井工煤矿动力突水溃砂防控技术,得出特厚煤层上覆地下水系统保护的根本途径。研发应用一种智能放顶煤技术,包括顶煤运移跟踪系统、多轮记忆放煤方法及系统。基于水文地质条件精细探查、覆岩破坏高度的实测、顶煤采放高度确定,应用多轮记忆放煤智能放顶煤技术,控制采动裂隙带高度。以应用工作面为例,应用水文地质精细探查与钻探验证、覆岩破坏高度获取、智能放顶煤技术后,在工作面回采过程中实现了上覆含水层水砂灾害的安全精准控制,有效保护了煤层上覆强富水含水层。

涪江源区韩家沟泥石流防治工程改进前后危险性分析

为了降低涪江源区左岸韩家沟泥石流的危害,文章采用遥感解译、野外调查、FLO-2D数值模拟等手段,查清了韩家沟泥石流特征及其防治现状,认为现有防治工程不能满足防灾需求,并据此提出改进的防治工程,对不同降雨频率下防治工程改进前后的泥石流危险性进行了研究,并分析改进防治工程的有效性。结果表明:韩家沟位于“8·8”九寨沟地震扰动区,震后泥石流物源丰富,导致每逢强降雨时泥石流频发。在10年一遇降雨频率下,丰河村及平松路均处于低危险区,现有防治工程可有效防治泥石流灾害;在50年一遇降雨频率下,丰河村处于泥石流高危险区,泥石流冲出排导槽,冲毁平松路,现有防治工程不能满足要求。采用多级拦挡坝、排导槽截弯取直等改进的防治工程后,可有效预防泥石流对沟口下方承灾体的损害,泥石流堆积方量减少50.2%,堆积面积减少86%,高危险区均位于排导槽内,治理效果显著。

基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台研究

基于煤矿智能化建设的基本要求,提出了基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台,设计了由设备层、边缘层、基础设施层、平台层和应用层构成的系统总体架构;梳理了平台建设的业务流程,并对自然灾害监测预警、灾害综合防治等关键业务进行了详细研究;基于地质保障系统,研发了煤矿灾害监测预警及综合防治平台。通过在金凤煤矿的实际应用表明,煤矿灾害监测预警及综合防治平台集成了各灾害监测数据,解决了各类数据孤立分布、预测精度低、预警结果和风险评估不准确的问题,降低了灾害事故的发生率,提升了煤矿应对灾害时的防治水平和综合治理能力,应用灾害预警与评估技术实现了风险的智能识别与治理。

山区切坡活动引发地质灾害风险评估及其防控措施

以秦岭北麓西安市临潼区仁宗街道为研究区,在野外调查、遥感解译的基础上,确定、分析了40处地质灾害隐患点的发育特征及其主要影响因素;基于DEM数据,构建了研究区663个斜坡单元地质灾害风险评估体系,通过地质灾害易发性、危险性和易损性分析,得到了考虑斜坡稳定性和承灾体危害性的仁宗街道斜坡单元地质灾害综合风险评估结果;通过野外实地验证,证实了评估结果的准确性和可靠性。据此划分了地质灾害防治区,从防灾减灾和工程建设两维度提出了仁宗街道的地质灾害风险防控措施建议,为研究区国土空间规划提供参考依据。

2001—2022年陕北黄土地区地质灾害时空分布及引发因素分析

基于陕西省2001—2022年地质灾害资料,分析研究了榆林和延安22年来黄土地质灾害的时空分布规律和引发因素,并提出了防治措施建议,对陕西省乃至西北黄土高原地质灾害防治工作提供了可借鉴的依据。①在空间上重灾区呈弧形分布,主要在榆林的清涧县、绥德县、子洲县以及延安的宝塔区、安塞区、志丹县。地质灾害主要发育在丘陵区,支流两岸和河流交汇处。②在时间上主要发生在冻融季节和汛期,其中3月和7—10月是地质灾害高发期,而以7—8月为集中暴发期、产生的灾害最为严重。③降水和人工切坡是引发地质灾害发生的主要因素。④防治上,榆林、延安每年3月与汛期7—10月是重点防范期,弧形带是重点防范区,应加强巡查排查、监测预警、综合治理、宣传培训等综合防治措施;榆林前5d累计降水量在76 mm左右、预报降水量在37 mm时,延安地区前5d累计降水量在79 mm左右、预报降水量42 mm时,发出预报预警。

新疆某露天矿山地质环境特征及评价

矿产资源是现代社会发展的重要动力,在人类进行开发的过程中,矿山及周边的地质环境遭受到破坏是难免的。在收集矿区的地质资料和现场勘探、调查数据的基础上,对矿区的地质环境进行现状评价、预测评价和综合评价。根据矿区内采矿活动对地质灾害、矿区下覆含水层的破坏、矿区原生地形地貌景观的影响及破坏、矿区地表水土环境的影响和破坏,以及矿区产生的大气污染等方面,对矿山地质环境特征进行总结,最后,根据地质环境的破坏程度提出相应的矿山地质环境防治措施。

岩溶区地下水数值模拟分析及开采方案比选

数值模拟是解决地下水开采评价问题的有效途径之一。为安全高效开发岩溶塌陷区地下水资源,以山东省临沂市岩溶区为例,根据水文地质调查分析,充分掌握了岩溶区地下水补给规律、运移规律、分布规律,在此基础上,选取合理模拟范围,建立数值模型,开展多方案地下水动态演化数值预测分析,据此来分析评价最优开采方案。研究结果表明:方案一岩溶塌陷危险性较高,数值观测孔水位在第1279 d、第1644 d、第2019 d和第3105 d时,水位降至灰岩顶板标高39.9 m以下,将引发岩溶塌陷风险;方案二则较安全,数值观测枯水期水位接近灰岩顶板标高,既达到地下水开发利用潜力的标准,又可保证生态地质环境安全,因此,建议采用方案二。开采过程中预警区水位应位于基岩顶板标高以下,以避免岩溶塌陷发生。本文研究结果可为类似塌陷区的科学开采提供参考。

ArcGIS在湖北省公路地质灾害危险性评估中的应用

湖北省地处三大地质构造之间的交汇处,地形地貌、地质构造条件复杂多样,是我国地质灾害多发省份之一。运用ArcGIS软件对湖北省公路地质灾害进行危险性评估分析,根据评估结果对不同区域的诱发因素以及常见地质灾害进行论述,针对常见的地质灾害及其特点提出一系列针对性的防治建议,为湖北省公路地质灾害的防范治理提供依据。

榆神矿区隆德煤矿侏罗系岩层微观孔隙结构及分形特征研究

岩层的微观孔隙结构决定其自身的渗透性,并影响着矿井涌水量的大小,提前研究岩层的微观孔隙结构对矿井水害防治具有重要意义。以隆德煤矿侏罗系岩层为研究对象,通过现场采样、X-射线衍射、CT扫描、压汞试验等方法,研究了岩层的微观孔隙结构;基于分形理论、系统聚类分析等方法,划分了孔隙结构类型。结果表明:隆德煤矿侏罗系岩层矿物成分主要包括石英、长石、碳酸盐,含量44.1%~90.9%,构成了主体骨架,胶结物含量6.1%~34.3%;岩层的平均粒径101.80~203.82μm,连通孔隙度3.41%~20.60%,顶部以及底部的孔隙度较大,中间部分的孔隙度小,孔隙结构的复杂程度一般。根据系统聚类法将侏罗系岩层的微观孔隙结构划分为三类,从Ⅰ~Ⅲ类,孔喉半径、孔隙度、渗透率及分选系数依次减小;排驱压力、相对分选系数及中值压力依次增大;储存地下水的能力依次减小,富水性依次减弱。研究成果从微观角度上为矿井疏放水工程施工靶区的圈定提供了理论依据,对矿井水害防治具有积极的指导意义。

SMOGN过采样下导水裂隙带高度的MPSO-BP预测模型

【目的】导水裂隙带高度是顶板(涌)突水、地下水资源流失的重要影响因素之一,是矿井防治水研究的重点。【方法】为了准确地预测煤层顶板导水裂隙带高度,选取开采深度、采高、煤层倾角、工作面斜长、硬岩岩性比例系数和开采方法作为导水裂隙带高度的主要影响因素,搜集200例导水裂隙带高度实测样本作为模型数据集。首先,采用自适应高斯噪声过采样方法(synthetic minority over-sampling technique for regression with Gaussian noise,SMOGN)对原始数据集进行过采样,结合8折交叉验证,将平均绝对误差(EMA)、均方根误差(ERMS)和决定系数(R2)作为回归模型评价指标,确定最优的BP神经网络结构,然后采用变异粒子群优化算法(mutation particle swarm optimization,MPSO),对神经网络的初始权值和阈值进行优化,最后将优化后的预测模型进行工程现场应用。【结果和结论】结果表明:该数据集下,BP神经网络采用Huber loss和Adam一阶优化算法,训练速度和稳定性均得到提升,最优激活函数为Tanh,最优隐藏层节点数为12。当MPSO种群数量为50时,模型性能最好,经过SMOGN过采样和MPSO超参数优化,最终训练集的EMA为0.163,ERMS为0.216,R2为0.948,验证集的EMA为0.260,ERMS为0.341,R2为0.901。在现场应用中模型预测的相对误差均在9%以下。结果表明结合SMOGN技术和MPSO超参数优化技术,显著提高了模型的稳定性和泛化性能,改善了样本分布特征,提高了样本利用效率和模型预测效果,对导水裂隙带高度模型的训练和预测具有重要的借鉴意义。

区域性地质灾害综合防治系统研究

为了进一步解决我国区域性地质灾害防治工作中,因环节信息化技术水平低而导致的区域性地质灾害信息不能发挥最大作用的问题,本文依托鄂州市“四位一体、网格化管理”的地质灾害防治体系,结合当前先进的物联网、大数据、可视化、无人机等技术,研究并建立了区域性地质灾害综合防治系统,明确了综合防治业务流程。结果表明该系统能实现对地质灾害各环节信息的数据收集、分析处理、可视化展示,能够提升自然资源、应急管理等部门的地灾防治工作效率,增强区域地质灾害防治能力。