灾害地质学探究式教学

灾害地质学探究式教学（精选5篇）

灾害地质学探究式教学 第1篇

关键词：地质灾害,空间危险性,评价

地质灾害从概念上分析, 是指在自然因素或者人为因素的作用下, 产生的破坏自然生态环境、威胁人类生命财产安全的地质现象, 如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等, 对于人类社会的发展影响巨大。对此, 相关部门针对一些比较常见的地质灾害, 构建了相应的危险性评估体系, 希望能够更加全面的了解地质灾害带来的危害, 做好相应的预防工作。

1 地质灾害的相关概念

在多数情况下, 地质灾害是人为因素和自然因素共同作用的结果, 可以将其认定为自然灾害的一部分, 也可以划分为人为灾害的范畴。从某种意义上分析, 地质灾害可以算是一个社会性的问题, 已经逐渐成为影响和阻碍社会发展以及人民安居的重要因素之一。

对于地质灾害的应对不能单纯的进行预防、规避或者工程治理, 而是应该从一个更高的层次上, 提升人类群体的素质, 结合相应的政策法规, 对公众的行为进行约束, 通过对自然环境和地质环境的保护, 达到减少乃至避免地质灾害的目的[1]。

2 地质灾害空间危险性评价

2.1 明确评价步骤

通常来讲, 对于地质灾害空间危险性的评价, 可以按照以下步骤逐步展开:

1) 对需要研究的空间区域进行确定, 同时结合地质灾害的诱发因素、成因环境等, 对参与评价地质灾害危险性的因素进行筛选, 构建切实有效的指标体系。

2) 对区域内的各类图像资料进行收集和整理, 了解其地质地貌、气象水文等特征, 对历史地质灾害发生的频率和分布进行统计。

3) 通过野外勘查的方式, 对岩土样本进行采集, 结合室内试验分析样本的力学参数, 并对区域内植被的覆盖情况以及土地的利用情况进行整理, 绘制成图。

4) 合理选择比例尺, 对各类资料进行数字化处理, 构建不同致灾因子特征层。对致灾因子进行分级以及量化处理, 结合恰当的模型与方法, 赋予相应的权重系数, 从而将影响地质灾害活动的各种因素转化为能够进行量化对比的指标权重。

5) 结合不同的评价方法, 对地质灾害的危险性指标进行计算, 依照计算结果, 利用不同的颜色对研究区域的危险程度进行划分, 最终形成相应的地质灾害空间危险性区划图。

2.2 确定指标体系

在对评价指标体系进行构建时, 需要坚持几个基本原则, 即系统性原则、简明性原则、可操作性原则、分主次性原则以及地域差异性原则等, 以满足危险性分析的各种不同需要。

同时, 需要对地质灾害空间危险性的影响因素进行分析, 一是环境因素, 包括了地质构造、岩层性质、坡度、高程等;二是触发因素, 包括自然降水、人类活动以及地震影响;三是历史因素, 包括发生规模、发生频率和分布密度三个方面的内容。

这些指标因素都带有一定的普遍性, 在具体的区域内想要采集所有数据是非常困难的, 而且部分因素并不会起到显著作用, 因此在实际应用中应该结合具体情况, 选择数个相对典型的指标进行评价[2]。

选择评价指标后, 还需要对其进行分级和量化处理, 而考虑到量化后各种变量测量单位不一致的问题, 需要进一步采取无量纲化处理, 消除变量自身的量纲效应, 采用规格化、标准化、均匀化等数值变换方法, 对量纲进行统一后, 才能够带入到评价模型中。

2.3 选择评价方法

针对地质灾害空间危害性进行评价的方法种类很多, 不过都大同小异, 这里主要针对两种方法进行讨论:

2.3.1 直接作图法

这种方法是结合历史地质灾害事件的分布, 对灾害的风险进行明确, 并通过现场观察和分析, 确定灾害与地形地质的相互关联。在对灾害危险性空间分布图进行制作时, 灾害编目是最为直接的方法, 能够对研究区域内的历史灾害数据库进行编辑, 对各类资料和数据进行整理。另外一种作图法是定性图层叠加法, 需要对区域内的致灾因子进行确定, 同时结合地质灾害发生的环境, 对每一个致灾因子的权重进行明确, 通过对各个因子权重值的叠加, 获得相应的危险性分级指标。不过, 这种方法在确定致灾因子权重值方面存在着较大的困难。

2.3.2 非直接作图法

这种方法是针对多个致灾因子进行分析, 结合分析结果对历史灾害与地形条件之间的关系进行推导, 比较常见的方法, 一是多元统计分析法, 主要是针对区域内可能引发地质灾害的因素进行综合分析, 绘制相应的空间危害性分布图, 能够从宏观的角度对致灾因子与地质灾害的相互关系进行分析, 不过由于没有真实考虑单类地质灾害的成因, 因此在最终的评价结果上相对粗糙。二是人工神经网络模型, 主要是通过对人脑思维的模拟, 利用大量的神经元组建网络, 结合已知样本在网络中存储不同变量之间的非线性关系, 并以此为基础, 对未知样本进行分类和预测, 属于一种智能化的数据处理方法, 在实际应用方面有着其他方法难以超越的优势[3]。三是确定性法, 以确定的模型对相关数据进行分析, 一般用于较小区域内地形地质稳定性的计算, 明确相应的安全系数, 不过这种方法需要大量收集样本进行试验, 因此在成本投入上不占优势。

3 结语

总而言之, 地质灾害对于自然环境以及人类社会的危害是非常巨大的, 需要得到足够的重视, 通过切实有效的方法和手段, 对地质灾害的空间危险性进行评估, 并结合评估结果做好地质灾害的预防和治理工作, 减轻和消除地质灾害的影响。

参考文献

[1]谢翠明.基于GIS的公路地质灾害区域危险性评价与预测[D].中南大学, 2008.

[2]杜军, 杨青华, 严嘉, 薛重生.基于GIS与信息量模型的汶川次生地质灾害危险性评价[J].地球科学 (中国地质大学学报) , 2010, 35 (2) :324-330.

探究如何落实好地质灾害防治工作 第2篇

[摘要]做好地质灾害防治工作，是事关人民群众生命财产安全的一件大事，也是国土部门关注民生、促进社会和谐稳定、落实科学发展观的重要事项，必须要做到清醒认识，高度重视，切实抓好这几个关键点。能源、冶金、有色金属等矿产资源的开采和利用，对国民经济的高速发展具有巨大的促进作用，但是必然会引起开采沉陷的问题，从而引发一系列的地质灾害，所以必须采取有效的措施来防治灾害的发生，保障人民群众的各项利益不受到损害。

[关键词]地质灾害 防治工作

[中图分类号] P429 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-301-1

1引言

地质灾害是指由于自然和人为的地质作用使得地质环境恶化，并造成人类生命财产损失或人类赖以生存的资源、环境遭到严重破坏的灾害事件。由于地下有用矿物不断的采出后，开采区周围岩体的原始状态会遭到严重的破坏，应力也会重新的分布，来达到新的平衡状态。就在这个过程中，岩层和地表会产生连续的移动、变形和非连续的开裂、脱落等破坏现象。

2开采地质灾害的类型

2.1地表塌陷。由于受到浅部空区或较大范围的采动的影响，在近地表的岩石移动的活动中，有可能对地表建筑和道路等构成一定危害，严重的甚至会引发山体的滑移，这种情况在矿山中较为普遍，从而造成了相当大的危害。当岩层移动到一定程度时，爆破会对大范围的采空区造成一定的冲击。空区发生突发性的崩塌，相应的就会产生巨大的地震波、空气冲击波等灾害。

2.2采场冒顶。在各种灾害事故中，最为普遍的就是冒顶灾害事故，包括块体的冒落、岩层的脱落、不良地层的坍塌以及由于采矿和导致地质结构发生改变而引起的各种坍塌现象。尤其是在岩层稳定性较差的难采矿的区域以及柔软的夹层中，十分容易发生较大规模的坍塌，在采场和巷道中容易发生冒顶事故。

2.3深部岩爆。进入矿山1000m以下深部开采后，硬岩层在这种高强度的作用力下经常会发生爆炸的现象。如我国一矿山铜矿开拓达到了1100m，深部就发生了岩爆和岩石弹射的现象；另一矿山铜矿开采更是达了1337m，在采深1100m左右，大片采区的花岗岩柱和上下盘就发生了多次岩爆的现象，严重破坏了井巷工程，给生产造成了极大的危害。

2.4突发性涌水和地下水穿透。突发性大量涌水虽然不是由地压直接引起的，但与采矿作业却有着密切的联系，一旦遇到溶洞和地下暗河，或接近积水的巷道和采空区等，隔离层突然失去稳定的状态，就容易造成灾害的发生。

2.5非正常生产从而引发的灾害事故。例如：一些民采小矿点不严格遵守规章制度，不根据客观的条件胡乱开采，空区处理不达标、开采顺序没有按照规定的进行、破坏隔离保护矿柱等等，就是这种行为，常常造成灾害事故的发生。

3防治地质灾害的措施

3.1依照相关的法律法规，依法治灾。一定要根据国家地方法律法规和行政规章进行相关事务，对地质灾害的防治工作要加强监督和执法的力度，促使地质灾害的防治工作步入法制化、制度化的轨道。国土部门是负担地质灾害防治的主要机构，因此国土部门必须树立扎实的工作作风，对于地质灾害的防治工作要仔细规划。在各类工程建设进行时，对于那些诱发地质灾害的工程，地质灾害治理工程与主体工程的设计、施工以及验收应该同步进行。主体工程不能投入生产或者使用未经验收或者不合格的配套的地质灾害治理工程。

3.2建立健全地质灾害防治的管理制度。地质灾害防治监督管理制度要与全面建设小康社会的条件相适应的。各级人民政府和有关部门要具有对国家和人民的财产生命极其负责的态度，做到以人为本，切实的做好防治地质灾害的工作。政府通过建立领导责任制的地质灾害管理制度，切实加强对防治地质灾害发生工作的领导。防治地质灾害的发生，是关系到人民群众生命安全的重要事项，各级政府以及相关部门要正确的认识到防治地质灾害工作的必要性和迫切性，必须要把防治地质灾害工作列入到重要议事的日程中来。将地质灾害高危地带的检测和防治任务具体的落实到各个相关部门，明确具体负责人，一定要做到任务到人，责任到人，权责一定要明确。

3.3加强协作联动。建立了部门联动、群众参与的社会化防灾减灾体系。对重大地质灾害隐患点所在地区，可以在当地组织起地质灾害的应急演练，提高当地群众在地质灾害突然发生时的应对反应能力。还比如市国土资源局就可以与市公安局建立起联动机制，与市气象局建立起联合预警的预报机制，与市信息产业局建立起地质灾害防治的应急信息网络，利用手机短信、天气预报等形式做好对地质灾害的提示，加强防范和监控的力度。

3.4加大科学研究的力度，提高防治地质灾害水平。号召一些科研团队、高等院校和生产单等位对各个地区的地质灾害形成的条件、如何预防以及治理进行研究，开发地质灾害防治的新技术，研究出新的方法，加强新技术、新方法、新理论在勒查、治理、监测等方面的推广和应用。定期开设专业技术的培训班，这样可以使得技术人员的数量和素质都有很大的提高，同时加大对科学研究的投入，在专家的引导下，将专业监测和群众监测很好的结合起来，从而加快研究地质灾害预警预报系统和现代化监测仪器的步伐。

3.5为能够更好的做好防治工作要加强宣传的力度。提高群众的防灾意识可以有效的防治地质灾害对人民的伤害，为了能够使这个基础打好，最关键的还是需加大宣传的力度。比如以地区每年汛期来临之际，都会利用展板、报纸、宣传画册、宣传资料等在群众中进行发放，在当地开设宣传咨询处，提前做好预告工作，这些措施都能让每家每户都对地质灾害的危害性以及防治措施的知识有所了解，这样极大的提高群防意识和群防能力，有效地减少了地质灾害对人民地生命财产威胁。

3.6生物措施。例如：在泥石流的高发区域以及水土流失的严重区域，通常都通过植树造林、种草护坡以及合理耕种等这些措施来进行综合的治理，比如像营造水源涵养林、防护林和经济林这些进行防治；在泥石流主要物源区的荒坡、滑坡区种，可种植速生长速度快、成活率高、抗病虫害强的针、阔叶林来营造水源涵养林；在沟岸、库岸、道路和田坝边应该都种植防护林；对于面蚀作用较轻的荒坡地区，就可以多多的种植经济林。通过这些生物防治的措施，利用植被根系稳定土地，控制面蚀作用和水土流失强度，减少泥石流的固体物质来源。同时也起到调节和削减地表逸流，阻滞在沟道中形成大的洪峰，从而抑制泥石流的产生和发展。

4总结

现今，随着我国市场经济的高速发展，对于生态环境不断的破坏，使得在一些地区存在着严重的地质灾害问题。所以，一定要做好地质灾害的防治工作，才能更好的保障人民的生命财产安全，才能更好的促进我国经济快速稳定的发展，为人民幸福安康的生活打下坚实的基础。

参考文献

灾害地质学探究式教学 第3篇

关键词：层次分析法；矿区地质灾害；风险评估；风险度

我国是一个采矿大国，且是一个发展中国家，正处在已开发和利用物质能源和能量能源为主要特征的工业化过程中。20世纪80年代后期以来，国民经济持续稳定的高速增长需要消耗大量的矿产资源，进而导致大量的矿产开发。近年来，由于采矿引发的地质灾害不断发生。频繁的地质灾害给国家，矿区企业及附近居民造成了重大损失，严重制约了国民经济和矿区企业的可持续发展。因此，提高对矿区地质灾害的认识，加强对矿区地质灾害的风险分析与评估已成为当前一项重要任务。

一、层次分析法

20世纪70年代由美国著名运筹学家萨蒂提出的层次分析法，指的是在将一个多目标决策对象看做一个系统的前提下，将该目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。它的核心思想是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

运用层次分析法对某系统进行分析的基本步骤为：

① 建立递阶层次结构

利用系统中某一特性的层次划分，确定其各个不同的分析层次，一般某一层次内部具有相通性，即相互间属于并列且相互独立关系；相邻层次间属于包含与被包含关系（就分析对象特质而言），或者彼此相互关联，具有导出关系。

② 构造成对比较阵

③ 计算权向量并做一致性检验

④ 计算组合权向量并做组合一致性检验

⑤ 构造判断矩阵

二、层次分析法在地质灾害风险评估中的应用

在利用层次分析法进行矿区地质灾害风险评估中，首先要确定地质灾害的目标并且按照其产生目标的原因进行分类和一致性检验，并通过对产生上一层次指标的各因素进行两两比较判断，构造出判断矩阵，对判断矩阵进行计算结果导出层次单排序和一致性检验结果，从而确定各个因素的排序以及相应控制方案。

（一）某矿区地质灾害风险评估

1.确定目标对象及评估因子，划分层次模型

确定该目标为某矿区滑坡、崩塌、地裂缝等地质灾害，该地产生地质灾害的原因主要有地形地貌因子、岩性因子、构造因子、水文地质因子、采矿因子（包括地上地下采矿以及选矿、尾矿堆积、矿的运输等活动）以及人类活动因子（不包括采矿活动及其相关如选矿、尾矿堆积等活动）等。由此划分出其层次模型如图1所示。

图1某矿区地质灾害层次模型

2.评估因子一致性检验

对建立起的矩阵进行一致性检验时，引入一致性指标概念，即

验证CI=0，则判断矩阵各评估因子完全一致；当CI<0时，判断矩阵出现错误，需要对其进行调整，CI>0时，其不一致程度较大，且其值越大，不一致程度越大。由于各因子间的相互独立性不敏感，矩阵不一致性控制在一定的范围内依然是可以接受的。

3.评估因子的赋值

由于各个因子对地质灾害的产生均具有贡献，而某单个因子造成地质灾害的状况基本不存在，综合该地区有地质灾害详细资料以来的参数，利用GIS技术统计计算各地质灾害中各因子存在频率及变化量对地质灾害程度变化的影响，确定其各因子的地质灾害贡献度作为其敏感度，对各因子进行1～10赋值和分级。

4.评估因子权重输出计算

在对各评估因子进行矩阵计算后，得出各因子对地质灾害发生的贡献度及其所占权重输出结果如下所示。

表1某矿区地质灾害危险性评价指标权重

地形地貌因子（0.25）地形条件（2）

矿区面积（1）

岩性因子（0.13）地层岩性（1）

构造因子（0.15）距断裂带距离（1）

水文地质因子（0.06）矿区地表水文条件（1）

矿区地底水文条件（1）

周边水文条件（1）

采矿因子（0.42）尾矿库地形及尾矿堆积方式（3）

矿区采矿方式及范围（2）

矿区采空区范围（2）

人类活动因子（0.15）交通运输（1）

农田等（1）

（二）该矿区滑坡风险评估

确定该矿区滑坡风险因子分别为采矿活动、滑坡灾害面密度、坡度、坡高、地层岩性等五个部分。

1.采矿活动

这里的采矿活动包括矿区采矿、选矿、尾矿处理等作业，如地表及地下采矿、岩体破碎、爆破、矿体运输、选矿给排水、矿井提升、尾矿的堆积以及相应设施系统的配套设施、系统的施工、建设活动。

2.滑坡灾害面密度

灾害面密度的定性分析是根据灾害点的空间分布情况统计每个区域的灾害点面密度与滑坡危险性成正比。滑坡面密度的提取方法是以GIS為平台将滑坡分布图层转化为栅格图层 以10m×10m划分单元网格。然后以每个网格为圆心 半径500m逐个网格进行搜索。以圆内部滑坡面积与圆面积之比作为该网格的滑坡灾害的面密度。

3.坡度

坡度是引发滑坡的重要因素之一，坡度过大由于其山体在采矿的条件下剪应力过大造成其坡脚处应力相对集中，使得滑坡现象多发；而且对于滑坡多发山体，其老滑坡的应力破坏使得山体的抗剪应力性减弱，更容易引发新的滑坡的产生。

4.坡高

坡高是引发滑坡的基本因子之一，由于坡高的增加，使得山体坡脚处应力更加集中，特别在正应力剪应力叠加的基础上由于采矿的影响发生应力错动偏差，最终导致滑坡的产生。

5.地层岩性

地层岩性对滑坡活动的影响是一个比较复杂的因素，综合考虑矿区地层岩性的各种因素，按照地层岩性对滑坡的影響程度，以GIS地貌单元为基础，对不同地层岩性进行赋值，取值范围为1～10。

滑坡各影响因子的分级标准如表2所示，按层次分析法的步骤首先以影响滑坡的5个因子为基础建立层次分析法模型，建立判断矩阵并验证出判断矩阵具有较好的一致性，对特征向量归一化处理后，得到滑坡各因子的权重如表3所示。

表2 滑坡影响因子分级标准

滑坡影响因子编号ⅠⅡⅢⅣ

采矿活动C1≤0.100.100.25

灾害面密度C2≤0.200.200.6

坡度/（°）C3≤151540

坡高/mC4≤3030150

地层岩性C5≤2.502.50

表3滑坡危险性评价各因子判断矩阵及权重

影响因子C1C2C3C4C5权重

C1122230.348

C21/213/23/220.218

C31/22/31120.170

C41/22/3113/20.161

C51/31/21/23/210.103

对以上进行的地质灾害因子权重计算结果进行排序便可得出该矿区造成地质灾害的各主要原因以及其分级重要度。因此在进行地质灾害预防与控制时，需要对其进行重点的控制。此时，可以通过将各危险性因子权重结果导入GIS图层中，利用土层叠加求取该矿区某具体网格内发生地质灾害的可能性，从而对下一步的地质灾害管理与控制提供一定的参考意见。

结语：

利用层次分析法进行矿区地质灾害分析的优势主要有系统性较强，能够对造成地质灾害的各个部分进行全面、详细的分析，并得出各因子对灾害发生的贡献度即权重，由此确定地质灾害风险控制的最佳方案。但其在各因子的赋值计算时往往依据经验和相对频率、贡献度，无法保证定量分析结果的正确性，使得分析结果只能作为危险性排序的定性参考意见而不能对其进行定量的评估和控制；且该方法只能对已有的两种或多种风险控制方案进行对比，不能直接导出新的控制方案，因此其在地质灾害预防控制方面的应用存在一定的局限性，需要通过综合GIS、计算机软件、数字模拟等其他技术的发展应用对其进行进一步的改进与优化。

参考文献

[1] 李万花.层次分析法在地质灾害危险性评估中的应用研究 ——以玉树县结古镇民主北建委会规划区为例[D].中国地质大学，2013.

[2] 姚玉增、任群智、李仁峰、温守钦、赵玉山.层次分析法在山地地质灾害危险性评价中的应用—以辽宁凌源地区为例[J].水文地质工程地质，2010（02）.

[3] 郑长远.层次分析法在地质灾害调查评价中的应用 ——以青海省湟源县为例[D].中国地质大学，2013.

提高灾害地质学教学质量的探讨 第4篇

灾害地质学是工程地质专业课程体系不可缺少的一门专业课，同时该课程也是资源勘探工程、岩土工程及相关专业的高年级选修课程。该课程系统地讲述灾害地质学的理论体系与研究方法，介绍了地质灾害的概念、类型及分布、地质灾害灾情评估与减灾效益分析、地质灾害减灾对策等[1]。那么如何讲授这门课，如何在教学中实现由培养文化型、学科型专门人才向培养具有创新能力的高素质人才的转变，笔者结合自身的教学实践，分别从学习兴趣、教学模式、教学手段和实践及考核等方面着手，加以简要阐述。

二、激发学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”，可要做到这一点，首先要引发其好奇心，然后激发其挑战欲。可分以下三个步骤来实现，即学科溯源、前景展望和方法掌握[2]。学科溯源主要说明这个学科是干什么的，前景展望是带学生去发现发生在我们周围的各种地质灾害现象，二者使学生在宏观上有了正确方向的导航和一探究竟的欲望。而如何才能在这条知识的长河中随意畅游，让学生学会如何“走出去发现问题”和“走进去解决问题”，则要看方法掌握，这里的方法就是指老师教学的内容、模式和手段等，而掌握则是学生接受知识的情况。

三、与时俱进的教学内容

目前，国内正规出版的灾害地质学教材多为统编教材，内容丰富但不深刻，着重普及性介绍，缺少专业系统的地质灾害勘探研究内容，尤其对于我们以地质学为基础的学院更有必要编写出版一本既符合教学大纲要求，又满足培养学生动手、研究、创新能力的实用型教材。笔者目前正在从事编著工作。但这还不够，灾害地质学的理论体系与研究方法尚处于不断地研究和完善之中，地质灾害预警精度很低，减轻地质灾害损失的治理工程和防御措施还有待完善，许多方面的探索和研究还很不够，知识更新速度快。教材只是教学的辅助，教师应与时俱进，充分开阔眼界，拓宽知识面，不断地完善自我，提高基本素质，及时调整知识结构，在实际教学中将一些实践性很强的内容与具体工程项目相结合，使学生在实践中学习理论，将理论与实践结合，既加深了对理论的理解，又增加了对实际应用的认识。如在讲到地震这一章时，可把汶川地震作为引子贯穿于整个章节；从地震的定义、成因类型、特点到震级强度与破坏性，以及预防和减震，汶川地震都是一个鲜活的例子。此外，向学生推荐土木工程网、岩土论坛等热门论坛，鼓励学生在论坛中交流、学习和下载相关资料，使其成为学生走出校园后的强大交流平台，终身受益。

四、互动对话的教学模式

创建积极引导的课堂教学模式，重视教学的每一个环节（讲课、演示、讨论、作业、辅导、考核等），更加深入、广泛地加强与学生的沟通与交流，充分利用现代网络技术的资源优势，拓宽交流渠道，使之做到教师常在学生身边，学生常在教师心中，交流无处不在。同时引入协同学理论，注重教学过程的交流与对话，实现教学过程的互动，改变现行的以传授知识为主的教学模式，教师课堂教学重点讲思路、讲方法、引问题、重讨论，不再单一地只讲知识，而向重知识、重思想、重方法三者并重的模式转变。使讲授不再是单纯的灌输，更多注重启发与引导，让学生积极参与进来，加上学生丰富的想象力，使得原本枯燥的论述变得鲜活起来。比如在对比讲解“滑坡”与“崩塌”这两个概念时，由学生分组讨论它们之间有何区别与联系，小组选派代表发言，组员相互补充，并可以把曾经观察到的此类地质现象形象地表达出来。同学们畅所欲言，两个枯燥的概念顿时像赋予了生命“滑移”、“滚动”起来，经过教师最后的总结，这两个重要的地质概念就清晰地植入到学生的脑海中，印象极其深刻，教学效果很好。

五、科学先进的教学手段

灾害地质学理论教学的主要方式应该是讲授法，课程中有很多概念与地质现象需要通过语言表达向学生解释概念、描绘情景，但其中一些内容比较抽象，不容易讲清楚，学生理解起来也比较困难。这时如果把野外采集的大量地质图片和视频，制件成计算机多媒体技术课件，利用其形象直观的静态及动态演示功能，具体地显现出灾害及其发展的过程，生动地揭示灾害特点及变化规律，使抽象的知识转化为一定的物质形态，变得形象具体、生动活泼，再加上适时适度的讲解，就可以做到把知识化难为易，使学生对应掌握的知识理解得更透彻，教学效果事半功倍。

六、走近灾害的实践环节

灾害地质学的教学是一门实践性很强的学科，很多地质名词和地质现象仅通过书本上的概念与理论，不配合一定的实践，学生不能掌握彻底。加强实践教学不但是课程本身的需要，也是21世纪培养具有创新能力人才的需要。改革课外辅导方法，将学生明确划分给任课教师及助教，由他们负责所分学生的课外辅导工作，课外活动的方法有指定阅读参考资料、参加实际科研和生产项目，使学生真正地走入到“地质灾害”的环境中。与此同时，在假期由“老师联系学生自愿”去周边的各地质灾害科研及生产单位进行调研学习，通过实际工程的地质灾害危险性评估及治理的实习加深学生对灾害的直观认识，提高学生认识、分析和解决地质灾害问题的能力，真正做到产学研及理论教学与实践检验的结合。

七、全面客观的考试考核

将考试的目标调整到对知识和能力尤其是能力的双重考察上来。改变现在本科教学70%+30%的成绩处理方法，力求考试（核）的形式多样化，适当地增多考试（核）的次数，建立以过程评价为主的综合考试评价制度。改革卷面题型，在把握住对最基本知识的考查的基础上，减少单纯知识题型的比重，扩大能力题型的比重，尤其是加大与实际相结合的创新能力的考查，树立“一点突破的创新成果要比全面掌握的知识更有价值”的新观念。灾害地质学的实践性很强，应注重对学生实践能力的培养。对于那些在课堂教学、课外实践等环节中表现积极、提出创新性思维的学生，给予加分鼓励，以此激发他们独立思考和开拓创新的潜能。此外还要注重对学生的出勤状况和课堂表现的评定。建立在多样化考试形式、综合考试评价之上的全面客观考核方式，更注重个人能力的考察，体现过程与创新的重要性，有利于学生对知识的深刻理解及掌握。

八、结语

教学方法是不断变化发展的，社会的发展对人才质量提出了新的要求。现代科学技术的飞速进步使教学手段日益更新，所谓教学有法，但教无定法，没有一种教学方法对所有学习类型或学习风格都完全适合。重要的是要依据多方面条件，使各种方法进行合理的组合，因此教学方法的选择运用是一种创造性活动，是一种教学艺术。

摘要：灾害地质学是工程地质专业课程体系不可缺少的一门专业课,同时也是一门实践性很强的自然科学。但现行的课程教学中存在许多弊端,文章从学生学习兴趣、教学内容、教学模式、教学手段和实践及考核等方面对如何提高灾害地质学教学质量进行了探讨。

关键词：灾害地质学,教学质量,教学改革与实践

参考文献

[1]潘懋,李铁锋.灾害地质学[M].北京:北京大学出版社,2002.

灾害地质学读书报告 第5篇

摘要：中国是世界上矿山地质灾害多发的国家之一。矿山地质灾害关系到国计民生,关系到社会的可持续发展,常见的矿山地质灾害包括矿井突水、瓦斯爆炸、采空区塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。对矿山地质灾害必须予以高度关注,矿山地质灾害的防治是项综合的系统工程。本文对矿区地质灾害发生原因，表现形式与防治等对简要分析。

关键字：地质灾害，原因，表现形式，防治

一、前言

能源、冶金、有色金属等矿产资源的开采和利用，对国民经济的发展具有巨大促进作用。但地下矿产资源的开发会引起开采沉陷，从而引发一系列地质灾害，必须采取措施对灾害进行防治。开采沉陷是指地下有用矿物采出后，开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布以达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续的移动变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象[1]。

二、采矿引起地质灾害的原因

当开采面积达到一定范围之后，起始于采场附近岩体的移动和破坏将扩展到地表，引起地表变形，导致位于移动岩体内的井巷、峒室等以及位于开采影响范围内地表的房屋、建筑物、水体、铁路和管线等改变其原有状态，甚至破坏，称之为采动损害[2]。矿区开采沉陷引起的损害是一种突发性地质灾害，其实质是地下开采空间扩大而引起的岩体内应力变化且向其周围介质传播扩散的结果。岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是由各种不同性质的岩层组成，而且还由于褶皱、断层等各种地质作用而产生了大量的不连续面。在一定的地质采矿条件下，开采引起的岩体应力变化，并向采空区上方岩层至地表传播扩散，按形变程度不同，可分为冒落带、断裂带、离层带和弯曲带。这4种变形带的出现完全取决于由开采强度所导致的应力变化程度。从空间上来说，若地下开采的范围较小，开采煤层的埋藏深度较深，则开采沉陷波及的范围往往只局限于开采区域周围的岩体；若开采范围较大，开采煤层的埋藏深度较浅，则开采沉陷波及的范围就会从岩体迅速发展到地表，引起地表移动。

所谓地表移动，是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形的过程。在开采影响波及到地表以后，结果是受采动影响的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为地表移动盆地（下沉盆地）俗称采煤塌陷地。同时，在地表移动盆地的外边缘区，地表可能产生裂缝；而在急倾斜煤层开采条件下，地表则可能出现漏斗状塌陷坑。这样，在地表移动盆地、裂缝及塌陷坑等灾害现象形成的过程中，改变了地表原有的形态，引起了地表高低坡度及水平位置的变化，从而对位于影响范围内的道路，管路，河渠，建筑物，生态环境等等，都带来不同程度的影响和破坏。

三、采矿引起地质灾害的表现形式

3.1 采矿活动直接影响矿区内的水源

地下开采造成上覆岩层原始应力的破坏,上覆岩层出现冒落、断裂、离层、弯曲等现象,当破坏发育至地表时地表出现下沉、裂缝、塌陷坑等破坏形式[3]。这种破坏一方面在一定程度上改变了地面降水的径流与汇水条件,使地表水通过裂缝渗入地下,引起河流水系的流量减小,严重时地表河流水系甚至出现断流现象;另一方面,由于采空区上覆岩层受到破坏,岩层裂隙更加发育,上覆岩层的含水层在水位和流向上受到干扰,地下水沿着发育的裂隙加速向采空区或深部岩体渗漏,使水位降低,严重时导致地下水疏干,井泉干涸。3.2 采矿活动对地表建(构)筑物造成影响

开采引起地表沉陷,使地表出现下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等移动和变形,不同程度的引起地表建(构)筑物的破坏。对于矿井井田范围内大量的建(构)筑物来讲(诸如自然村庄、永久性纪念物、铁路、公路、工业广场等),由于地下开采活动,位于开采影响范围内的建(构)筑物将受到破坏,严重时将失去原有使用价值[4]。如阳泉矿务局四矿前家掌中央风井,由于受采矿影响,造成中央风井错位而报废;潞安矿务局屯留矿井铁路专用线大部分位于塌陷区,最大塌陷深度在4 m左右,地表倾斜达30 mm/m以上,致使该铁路营运受到严重威胁。至于对居民住宅的破坏更是屡见不鲜。3.3 地表塌陷与裂缝等不断发生

采矿活动引起大面积的地表塌陷,据不完全统计,至1996年全国煤矿范围内约有30万公顷塌陷面积,平均每采万吨煤塌陷面积0.2 公顷,在塌陷同时,地表出现高度、深度不等的裂缝[5]。如位于阳泉矿务局井田范围内的狮脑山,由于塌陷造成地表形态损坏,形成长300 m,宽1.2～1.3 m,深0.6～1.5 m的大裂缝,使地面产生高低不平。1995年,山西省孟县青城村北侧,煤矿采空区突发塌陷,范围达4万余平方米,使村庄80%的民房产生裂缝。1994大同黄土坡煤矿采空区塌陷,致使楼房倒塌,21人死亡,40多人受伤。3.4 煤层瓦斯突出透水事故不断发生

一方面,由于高强度的开采,使地下采场应力失去平衡,这时赋存在矿体中较为稳定的瓦斯在突然失去平衡状态下突出,再加上未有防范措施,而酿成重大恶性事故;另一方面,由于中小矿区乱采乱掘,科学技术及装备落后,加之不讲究科学管理,盲目追求产量,在超采情况下,瓦斯浓度急剧上升而引起爆炸。山西省临汾市河底煤矿1998年12月份发生的特大瓦斯爆炸,造成47人死亡的恶性事故,造成重大的经济损失。由于个体业主在经济利益的驱动下,挑肥拣瘦,越界开采,随意在大矿井田内乱采乱挖,使国营大矿的安全受到严重威胁,恶性事故不断发生。如西山矿区由于个体煤矿的非法开采,于1996年8月4日发生洪水淹没官地和杜儿坪两个特大型矿井的恶性事故,死亡60多人,一次经济损失就达2.4亿元之多,损失之惨重,国内罕见。3.5 采矿塌陷造成地表土壤退化水土流失加剧

研究表明,地表坡度的变化是引起土壤侵蚀与退化的主要因素,地下开采引起地表塌陷形成塌陷盆地,从而使地表坡度发生改变。当地表下沉达到稳定后,地表产生的附加坡度大小取决于地表倾斜的程度,而影响地表倾斜的因素非常复杂,不同地区、不同采煤方法所引起地表的倾斜程度差别很大。因此,一般情况下,地表达到充分采动后其最大倾斜值在120～130 mm/m之间,相当于使地表产生的附加坡度值为7°。由此将引起地表发生中度侵蚀。可见,地表塌陷引起的水土流失和土壤退化将不容忽视。3.6 采矿引起山体滑坡频繁发生

当山体坡度超过25°,地表为砂质粘土和坡积物时,由于长时期受风化侵蚀或水流冲刷而处于自然平衡的临界状态,当受到采矿影响时,很容易出现裂隙、滑动,继而出现大面积的山体滑坡。调查资料

表明,由于受采矿影响而引起的山体滑坡在山西各矿区已多次发生如西山矿区由于采矿而引起的坡体坍塌、崩塌等突发性的明显采动滑坡180余处,滑坡影响面积约3平方千米.阳泉矿区二矿大南沟口古滑坡因采矿影响而发生新的滑动,使滑体推动下方二级台地蠕动,导致附近石太铁路路基向桃河推移了近20米,使道床鼓起,被迫改线重修,损失近千万元。3.7 采矿对其生态环境的影响

由以上分析可知,采矿引起的地质灾害其表现形式是多种多样的,而危害程度及对矿区生态环境的影响将十分严重。

3.7.1 对水资源的破坏使矿区内工农业生产用水和居民生活用水受到影响[6] 由于水源的破坏,直接影响到矿区工农业生产用水和居民生活用水。根据对山西统配煤矿的调查了解,由于工业用水的严重短缺而使矿区经济损失达10%～20%.而矿区开采影响范围内80%的农村缺水,缺水人数占农村总人数的60%以上,严重干扰了矿区内农村居民的正常生活,由此而引起的矛盾日益尖锐。为解决农民日常生活用水,矿方不得不每年化去大量资金,无形中加重了企业的负担。3.7.2 采矿影响造成地面建筑物自然景观和人工生态等的破坏

研究表明,一般砖木结构建设物的允许的临界变形值分别为倾斜i=3 mm/m,曲率K=0.2×10-3/m,水平变形E=2 mm/m[5].当然不同的建(构)筑物所承受的变形值也不一样。底面积小的高大建筑物和大型机械设备对地基的倾斜变形非常敏感,长形建筑物对水平拉伸和曲率变形很敏感;铁路和高速公路,对地基的下沉和水平移动要求很高。但不论何种建(构)筑物,当受到采矿影响而不采取保护措施时,可能由于地表塌陷而受到不同程度的损害或破坏,严重时将失去其使用价值。另外,当水平拉伸变形大约在1.0～2.0 mm/m时,象砂质轻亚粘土质黄土覆盖的地表将出现裂缝,裂缝的大小与深厚比有直接的关系,严重时将出现阶梯状塌陷、塌陷坑等。据不完全统计,山西省由于采矿引起的地质灾害危及村民安全而被迫迁村的已多达145个自然村,另有200多个村庄的民房也遭到程度不同的破坏。3.7.3 采矿对土地生态环境的影响

1)采矿可加剧土壤侵蚀,使土壤退化日益严重。由于地表产生倾斜而改变了原有的地表坡度,使原有的径流发生改变,坡度大径流量大,引起的水土流失和土壤侵蚀也越严重。另外,由于地表裂缝的产生,地表与地下水向深部渗漏,使潜水位下降,导致土壤湿度减小,使本来干燥的土地更加干燥。由于土壤侵蚀程度的加剧与土壤湿度的减小,土壤退化、沙化现象日愈严重,土地质量下降而造成弃耕现象,特 别是干旱山区更加严重。

2)采矿对植被的影响,使矿区生态环境日益恶化。土壤和水分是植物生存的必要条件,采矿造成水土流失和土壤侵蚀,地下和地表水体的破坏,必然对地表植被产生影响。对山西省调查资料表明,在采矿影响范围内的农作物,一般轻度破坏造成作物减产为10%,中度破坏为10%～20%,重度破坏为20%～30%.当地表出现滑坡、坍塌等重度破坏时将造成作物绝产、树木和草灌死亡。使矿区内生态环境受到严重影响。

四、矿区地质灾害防治

矿山地质灾害的防治是个系统工程,这不仅是矿山采、选、冶的事,也关系到矿山建设之前的地质勘探工作的全面性和准确性[7]。4.1矿山建设之前的地质勘探工作

矿床地质勘探工作的成果是矿山设计的基本依据。它的质量的好坏是决定矿山地质灾害发生的一个前提条件。地质勘探工作不仅要查明确切的矿石储量,而且还要查明矿床的地质构造背景,尤其是新构造运动的条件,还要查明矿床周围的地理环境、生态环境和水文地质条件。总之,矿床地质勘探报告的质量极为重要的。该种报告的评定审查,必须要根据规范,严格进行。

4.2矿山采、选、冶要把环境保护放在首位

(1)在开采过程中,导致事故的原因,多半是不按科学办事,不按规章制度办事,滥采乱挖,吃富弃贫,过量开采。当然,有的是使用采矿机电设备陈旧,还有的是使用假冒伪劣机电产品所造成的。

(2)采、选、冶过程中的三废治理,对废气治理,要着重改进窑炉的生产工艺,在回收和污染处理上狠下工夫;对废水处理,要改革工艺,更新设备,减少废水和污染物的排放，提高水的重复利用率。特别值的提出的是,要效仿国外先进的废水处理经验。在这方面,美国用人造湿地来处理废水的经验是可取的;对废渣处理,要着眼于综合利用,变废为宝。例如,煤歼石既可用作建筑材料,又可用于筑路,还可用于回填采空区。

(3)采空区和岩溶塌陷区要及时回填。4.3增加土地复垦率

矿山大量侵占可耕地,矿业活动致使水土流失和沙化以及盐碱化,这是个严重问题。当前首要的任务是将采空区土地及废渣堆放场地进行复垦。要切实做好该项工作,一是要提高认识,二是要认真组织,三是要增加资金投入,提高复垦率。4.4应用高新科学技术,加强地质灾害监测

矿山地质灾害的监测是避免人员伤亡和减少经济损失的重要环节。例如,应用地震监测仪对矿震的监测,应用地面物探和遥感测定技术对煤层自燃范围和边界的确定,应用卫星遥感资料对矿山地质灾害的评估,都取得了成功经验。

五、结语

矿区地质灾害已经给国家和人民造成了巨大的损失与不可挽回的悲剧，我们必须重视矿区地质灾害的防范与治理工作，在采矿之前做好足够的分析与安全措施，尽量减少不必要的伤亡与地质灾害的发生。

参考文献

[1]何国清，杨 伦，凌赓娣等。矿山开采沉陷学[M]徐州;中 国矿业大学出版社1991.1~37 [2]崔希民,缪协兴

浅议矿山开采沉陷学研究内容之延拓