内动力地质灾害防治问题的探讨

长期以来,我国对地震灾害相当重视,为减灾和防治做出了努力,已经获得了一定进展,甚至部分领域已经进入国际先进行列,但近30多年来,短期预测预报的成功率均在20～30%之间徘徊;长期如此就值得我们回过头来,反思过去的研究思路、技术路线、组织实施办法等重大问题。下面就此对有关几个问题提出讨论,以供参考。进行地震灾害的短临预报,比较容易出现错报、漏报,难以提高预报成功率。通过中国4类12种内动力地质灾害的叙述,可见各种内动力地质灾害是现今地壳运动的统一整体,它们按照运动特征、形成条件、诱发机制、影响因素等排列有序,大都是在同一力源(地应力)的推动下,在地壳运动过程中不同情况和条件下发生发展;并且各灾种之间具有互相影响、互相制约、互相牵制的关系;各自都是释放地应力和能量的一种特殊表现形式,地壳中地应力和能量集中是有一个积累和加强的过程,通过某一灾种释放地应力和能量以后,其他灾种必然推迟或者在此难以立即发生,由此在时空分布上,各灾种之间出现了重叠性、缺失性、选择性、迁移性、补偿性、同步性、周期性、填空性、分区性等现象^[1-10,16-35]。地壳运动过程中,必然引起各种地球物理化学场的变化,它们也都在一定的程度上,反映某种内动力地质灾害的孕育和形成发展。如果仅仅把地壳中重、磁、电、放射性、微震、地应力、形变、位移等各种变化,单一与地震预报联系起来分析,而不考虑诸如煤瓦斯突出、岩爆、构造地裂缝活动、地壳升降等灾害均可能发生而释放地应力、能量,并出现相关前兆异常,亦即各种灾害均可出现类似的前兆和类似的曲线异常,关键在于如何区分和识别各种灾害异常的特征,有目标正确分辨和选择灾种进行预报,如果没有从系统逻辑思维出发考虑问题,就容易出现错报、漏报。因此,建立全国各种内动力灾害的统一研究和预测预报系统和网络,采用地质方法,在圈定危险区、点的基础上,在仪器监测中结合各种宏观和微观现象的发展规律及其前兆,区分不同内动力灾害的曲线前兆,然后讨论确定提出预报意见,对提高预报的成功率会有所帮助,也会减少错报、漏报,并为开展其他内动力地质灾害的短临预报具有示范作用。由此可见,走灾害地质研究思路,对地壳运动中各种内动力地质灾害全面系统研究具有重大意义。

表3-4 岩石力学与构造应力场研究煤瓦斯突出的阶段划分一览表

预测预报任何一种内动力地质灾害,都是一项系统工程,如果仅仅局限在坑道内进行单一测报研究,有时可能也难以取得重大突破性进展。任何一种内动力地质灾害的测报研究,都应该是一项完整的以地质学为基础、地壳运动为特征系统工程,应该包括区域性预测、地区性预测、地段性预测;长期趋势性预报、中期预报、短临预报;各种预报手段方法的选择,应采取重点手段与多种方法的综合测量分析相结合。各种物质形变位移、地球物理与地球化学性质的变化,反映了地壳运动的进程,它可能是多种灾害的伴生前兆,单一分析判别具有困难性,综合分析与重点分析相结合,将对预报判别提供多方面的依据,提高准确性。为此如果仅仅在坑道中单一测量瓦斯气体的变化规律,无疑是重要的,但难以全面准确地解决煤瓦斯突出灾害的预测预报问题。

煤瓦斯突出是在一定地质条件下发展形成的动力地质作用,如果单一研究测量瓦斯的成分和数量变化,而不从地质力学机制出发去考虑瓦斯的变化问题,就难以走向了解成因机制的道路。建议从地应力场研究思路入手,结合煤系岩石力学性质,瓦斯力学作用与坑道中采动应力的叠加作用结合起来,全面考虑其地质力学的成因机制和发展形成过程,也许将对煤瓦斯突出灾害测报带来正确的探索方向^[54-69]。

区域地壳稳定性评价,对内动力地质灾害的减灾防治具有重要作用和意义。任何城市工程建设、重大工程建设、大型矿山建设、交通干线建设,都必须从区域地质规律、各种内动力地质灾害作用和影响程度,以及地壳活动性和危险性分布规律,进而寻找地壳相对稳定地块开展建设,这是属于战略性的区划性工作。主要目的为了合理选址、合理建筑设防、合理规划部署设计和合理开发利用土地,以达到减灾、防灾的目的。

如果像目前我国一些大型矿山开发建设以前,仍然不能全面重视区域地壳稳定性评价,特别是对相应稳定性随深度的变化,及其灾害发展严重程度的变化,都没有得到充分查清和应有的重视,到矿山开采中,才发现某种内动力地质灾害的严重性时,必然会发现矿山的总体设计和布局,坑道竖井的方向、位置,断面尺寸形状的选择,掘进和开采方式等,均有许多不适合减灾、防灾的要求,以致造成重大经济损失,不能按时顺利投产,甚至造成重大人员伤亡等恶性事故,或长期不能顺利投产或运行。由此可见,如果让区域地壳稳定性评价充分发挥作用,就会节约资金创造财富,保证安全生产。为了适应矿山开发深度的发展,今后应该加强区域地壳稳定性随深度变化规律的研究,以适应今后减灾、防灾发展的需要。

最近,我国南方某城市提出进行城市区域现今构造地应力场长期连续监测及其发展趋势研究,目标为了预测预报城市建筑物的安全性,并要求及时提供减灾建议。由此表明该市领导已经具有超前忧患意识,能从长远角度考虑城建安全问题,同时,也为减灾、防灾研究增加了新内容。