矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法技术

本发明专利技术涉及一种矿山地质环境的综合评价方法，具体涉及一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，属于矿山地质环境质量评价与监测预警技术领域。一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，包括如下步骤：步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系；步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标；步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标；步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准；步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重；步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级；步骤七、确定矿山地质环境质量损益性系数；步骤八、确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准；步骤九、确定矿山地质环境质量监测预警判据准则。

【技术实现步骤摘要】
矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法
本专利技术涉及一种矿山地质环境的综合评价方法，具体涉及一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，属于矿山地质环境质量评价与监测预警

技术介绍
随着我国矿产资源勘查开发能力不断增强，矿产资源为国家经济建设做出巨大贡献的同时，人类在开发利用矿产资源的过程中对环境造成的负面影响也日益凸显。人类对自然资源的开发利用是一把双刃剑，不合理或者过度地开发矿产资源，不仅会引起资源迅速枯竭、环境污染，还可能会引发一系列地质环境问题，加之矿山生态环境脆弱，使矿山地质环境加剧退化，进而导致尾矿泛滥、地面塌陷、土地破坏、山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，往往造成人员伤亡和巨大的经济损失。矿山地质环境研究已引起相关专家学者的注意，并进行了大量相关研究。国内外专家学者对矿山地质环境评价方法的研究取得了许多成果，也提出了很多行之有效的评价模型和方法。当前矿山地质环境评价方法可归纳主要有以下几种：一、德尔菲法(专家打分法)，该方法主要是根据不同专家对各因素对环境质量的“贡献”打分，而后根据总分大小确定质量的好坏，其评价受人为因素影响较大，也缺乏数学依据；二、模糊数学多层次评判法，由于各因素对矿山地质环境影响的程度不尽相同，以其作为划分矿山地质环境影响程度与界限具有外延的模糊性，很难用精确的定量化关系来划分和表达；三、回归分析法，但无论是一次回归还是逐步回归，都涉及到给单元的综合评价指标赋初值的问题，赋初值的过程和专家打分法一样，人为因素较大，赋值不当，回归的效果就不显著；四、判别分析法，其实质上可以说是一种类比法，但与传统地质学中所用类比法不同，其区别在于前者是定量的，综合考虑多种因素或标志，以某种最优化准则作为分类标志，但如果参加判别分析的变量很多，则除了计算时间加长外，同时还由于变量间不是独立的，可能导致计算协方差矩阵的逆矩阵时精度降低或出现困难，以至于最后建立的判别函数可能不稳定，判别效果差；五、聚类分析法，是一种考虑了多因素的数学分类方法，并且是在不知道可分几类和这几类内容的情况下，研究对象之间的相似性，从而确定其聚合对象能够聚合成多少类型，利用聚类分析进行分类，不曾事先进行人为定性分级，但这种不经定性分类，直接用聚类成果分类，其结果往往缺乏可比性，可能出现定量分析所划的等级与定性分类的等级不一致的情况等等。因此，大多数情况下上述矿山地质环境质量评价结果还是不太理想。
技术实现思路
针对上述不足，提供一种运用灰色关联理论和综合指数法及损益性系数对矿山地质环境质量变化规律进行综合分析，并利用数理统计原理制定了一个矿山地质环境质量监测预警判据，专利技术了一种新的完善的监测预警方法。具体专利技术思路是首先确定矿山地质环境评价指标体系及其分级标准，并获取近十年矿山地质环境质量评价指标的相关资料，利用灰色关联理论和综合指数评判法计算矿山地质环境质量等级，特提出了矿山地质环境质量损益性系数的新评价参数，再利用数理统计原理分析近十年的矿山地质环境质量和矿山地质环境质量损益性系数的变化规律，计算确定了矿山地质环境质量监测预警判据准则，并根据近一年的矿山地质环境质量和损益性系数值与矿山地质环境质量监测预警判据准则比较，对近一年的矿山地质环境质量做出正确判断，为制定新一年的矿山地质环境保护政策提供参考依据。一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法是通过下述步骤实现的：步骤一、矿山地质环境质量评价指标体系的确定矿山地质环境质量评价必须综合考虑对矿山地质环境有危害的负效应评价指标和有利于矿山地质环境改善的正效应评价指标，遵循客观科学性、主导性、区域性、可操作性、整体完备性原则，参照《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZT0233-2016)相关要求，提出和确定了以矿山地质环境恢复治理指数作为矿山地质环境正效应评价指标，以水资源破坏指数、地质灾害发育强度指数、土地资源的占用及破坏指数作为矿山地质环境负效应评价指标，构成矿山地质环境评价指标体系，具体见表1。表1矿山地质环境质量评价指标(1)矿山地质环境正效应评价指标的确定对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的总面积S(km2)、固体废渣年排放量V3(m3)、固体废渣综合再利用量V4(m3)、农田耕地占用与破坏面积S1(km2)、复垦土地面积S2(km2)。根据《地下水动态监测规程》(DZ/T0133-1994)、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)和《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)对待评价矿山区域进行地下水的水质、地下水位降幅监测，统计水质污染与恶化的水体积V5(m3)、综合治理后水质量达标体积V6(m3)，并向当地矿山企业的污水处理部门进行调研，统计废水年排放量V1(m3)、废水年处理达标量V2(m3)，利用公式(1-4)计算废水年处理率(A11)、固体废渣综合利用率(A12)、土地复垦率(A13)和水污染综合治理率(A14)：(2)矿山区域水资源破坏指数评价指标的确定根据(1)中的矿山区域地下水动态监测结果，统计受矿山排水影响作用下，因地下水污染导致地下水水质不达标的区域面积与地下水水位大幅下降或呈疏干状态的区域面积之和，作为矿山排水作用影响区域面积S3(km2)，并向当地矿山企业进行调研，统计实际生产能力，即矿山年开采量V8(m3)，利用公式(5-6)计算废水排放量指数(B11)、废水排放影响指数(B12)：步骤二、矿山区域地质灾害发育指数评价指标的确定对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的地质灾害经济损失M(万元)和伤亡人数R(人)。根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对滑坡应调查滑坡要素及变形特征，分析滑坡的规模、类型、主要引发因素及滑坡影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计滑坡灾害影响面积S4(km2)；根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对危岩崩塌应调查陡崖的形态、岩性组合、岩体结构、结构面性状、危岩体被裂隙切割的程度、基座变形情况，分析危岩的形态、类型、规模及崩塌影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计崩塌灾害影响面积S5(km2)；根据《泥石流灾害防治工程勘察规范》(DZ/T0220-2006)的要求调查泥石流形成的物质条件、地形地貌条件、水文条件、植被发育情况、人类活动的影响，分析泥石流的形成条件、规模、类型、活动特征、侵蚀方式、破坏方式及泥石流影响范围，预测不利工况下泥石流的发展趋势，统计泥石流灾害影响面积S6(km2)；根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查地裂缝出现时间、单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围，分析地裂缝的发育程度、诱发因素、危害程度，评估地裂缝的危险性现状，统计地裂缝灾害影响面积S7(km2)；同理，根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查评价地面塌陷和沉降，统计地面塌陷和沉降灾害影响面积S8(km2)、S9(km2)。利用公式(7-10)计算次生灾害(地面塌陷、沉降和地裂缝)密度(B21)、不稳定斜坡密度(崩塌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系；步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标；步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标；步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准；步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重；步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级；步骤七、确定矿山地质环境质量损益性系数；步骤八、确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准；步骤九、确定矿山地质环境质量监测预警判据准则。

【技术特征摘要】
1.一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系；步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标；步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标；步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准；步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重；步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级；步骤七、确定矿山地质环境质量损益性系数；步骤八、确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准；步骤九、确定矿山地质环境质量监测预警判据准则。2.根据权利要求1所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系的方法如下：(1)确定矿山地质环境正效应评价指标：确定该矿山区域的总面积S(km2)、统计废水年排放量V1(m3)、废水年处理达标量V2(m3)、固体废渣年排放量V3(m3)、固体废渣综合再利用量V4(m3)、统计水质污染与恶化的水体积V5(m3)、综合治理后水质量达标体积V6(m3)，农田耕地占用与破坏面积S1(km2)和复垦土地面积S2(km2)，计算废水年处理率A11、固体废渣综合利用率A12、土地复垦率A13、水污染综合治理率A14：(2)确定矿山区域水资源破坏指数(负效应)评价指标：计算废水排放量指数(B11)、废水排放影响指数(B12)：式中，V8-矿山年开采量(m3)，S3-矿山排水作用影响区域面积(km2)。3.根据权利要求2所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标的方法如下：计算次生灾害(地面塌陷、沉降和地裂缝)密度(B21)、不稳定斜坡密度(崩塌、滑坡、泥石流)(B22)、单位面积财产损失(B23)和单位面积人员伤亡(B24)：式中，S4-滑坡灾害影响面积(km2)，S5-崩塌灾害影响面积(km2)，S6-泥石流灾害影响面积(km2)，S7-地裂缝灾害影响面积(km2)，S8-地面塌陷影响面积(km2)，S9(km2)-沉降灾害影响面积(km2)，M-该矿山区域的地质灾害经济损失(万元)，R-伤亡人数(人)。4.根据权利要求3所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标的方法如下：计算土地占用与破坏比率(B31)、地貌景观破坏指数(B32)：式中，S10-统计占用与破坏基本农田耕地、林地、草地的占压土地面积总和(km2)，S11-地形地貌景观破坏率大于20％的土地面积总和(km2)。5.根据权利要求4所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准：将矿山地质环境质量影响程度划分为影响一般、影响较严重和影响严重三个等级，即{Ⅰ(优良)、Ⅱ(合格)、Ⅲ(差)}。6.根据权利要求5所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺可强，信校阳，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37