這是一道“傷疤”!2021年賀蘭山煤礦燃燒再次引發(fā)大家的熱議,一場(chǎng)大火自燃迄今已有300余年歷史,仍然沒(méi)有熄滅,并且火區(qū)每年燒損太西煤量約115萬(wàn)噸,直接經(jīng)濟(jì)損失約10億元,總計(jì)損失都達(dá)上百億了,可以說(shuō)真叫人心疼,很多人說(shuō)為何不將其利用“火力發(fā)電”,為什么不用火區(qū)澆滅,這不是白白的被浪費(fèi)了嗎?我想說(shuō)的是,如果真的有辦法進(jìn)行撲滅的話,能利用起來(lái),也不至于等它燃燒300余年都不處理。
這只能說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題,那就是沒(méi)有辦法將其撲滅,要將其撲滅的話,是非常困難的,所以不是不想,可能是真的沒(méi)有辦法,難道水也無(wú)法撲滅嗎?我們下面就來(lái)看看情況。
賀蘭山燃燒有多強(qiáng)?
賀蘭山是位于我國(guó)寧夏回族自治區(qū)與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界處,除了是我國(guó)主要的野生動(dòng)植物生存區(qū)域之外,該區(qū)域就是我國(guó)的主要礦物質(zhì)分布區(qū)。根據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,該地區(qū)含有植物青海云杉、山楊、白樺等665種,金錢豹、青羊、石貂、藍(lán)馬雞等180余種動(dòng)物,所以十分地多。
而礦物質(zhì)就更多了,整個(gè)賀蘭山——山區(qū)富含優(yōu)質(zhì)煤炭,有石嘴山等10座大型礦區(qū),另外還有磷灰?guī)r、石英砂巖、灰?guī)r、粘土巖等礦產(chǎn),包括寧夏“五寶”之一都是在這個(gè)區(qū)域產(chǎn)出的。而我們看到賀蘭山的燃燒,必然就非常擔(dān)心。如果大火不進(jìn)行控制的話,未來(lái)這些地區(qū)的野生動(dòng)植物群體可能會(huì)變得更加地少,所以大家問(wèn)能不能將這個(gè)地區(qū)的火撲滅掉,也算是一件正常的事情。
然而并不是說(shuō)撲滅就不滅,它燃燒非常地強(qiáng)烈。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,僅僅在汝箕溝礦區(qū)28平方公里范圍內(nèi),就分布著25處火區(qū),其中有5處在自然保護(hù)區(qū)范圍內(nèi),同時(shí)大火燃燒的面積已經(jīng)超過(guò)了3.3平方公里,最深達(dá)280米。根據(jù)觀察的情況來(lái)看,這個(gè)區(qū)域的大火燃燒還在持續(xù)地蔓延,以每年14米至16米的速度向周邊蔓延。
挺可惜的是,整個(gè)區(qū)域最優(yōu)質(zhì)的太西煤探明儲(chǔ)量為5.8億噸,已經(jīng)僅剩約2.7億噸,而且大火還在影響該區(qū)域。所以,依照這個(gè)趨勢(shì),未來(lái)將看不到這些優(yōu)質(zhì)煤了,根據(jù)大火趨勢(shì)發(fā)展的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,在50年后,汝箕溝礦區(qū)保有的太西煤可能燃燒殆盡。這下大家知道賀蘭山煤炭燃燒有多強(qiáng)了吧,我們是一點(diǎn)一點(diǎn)地看到這個(gè)區(qū)域的煤消失了。
賀蘭山煤層如何燃燒起來(lái)的?
上面介紹了 ,賀蘭山的煤炭比較多,并且是我國(guó)的主要煤炭生產(chǎn)區(qū)域,所以大大小小的煤炭企業(yè),廠房也是多不勝數(shù)。根據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,上世紀(jì)90年代,賀蘭山區(qū)中小煤窯到處亂采,沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的管理方式,多因工人井下取暖或地面火未熄所致。導(dǎo)致大火持續(xù)燃燒了幾百年,同時(shí)老火區(qū)加劇發(fā)展,新火區(qū)不斷產(chǎn)生,也引發(fā)了連鎖效應(yīng)的出現(xiàn)。
所以,簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō),就是我們自己開(kāi)采煤炭的時(shí)候帶來(lái)的,但是由于該區(qū)域的煤炭特點(diǎn),例如:太西煤變質(zhì)程度很高,瓦斯含量大,所以不光是煤在燒,大量瓦斯涌出也參與燃燒,加快了火區(qū)燃燒速度。結(jié)果導(dǎo)致“一發(fā)不可收拾”的局面。還有一個(gè)大的特點(diǎn),就是該區(qū)域的煤炭層十分地深。
燃燒起來(lái)產(chǎn)生的熱量也非常巨大,很難有人有辦法直接靠近火區(qū),按照人類自己的身體所承受的溫度來(lái)看,可能在60度的高溫左右就難以承受了,大量煤炭的燃燒,在幾米,甚至幾十米的區(qū)域,可能都會(huì)明顯感覺(jué)到大火的烘烤,所以影響非常大。
那為什么不用水澆滅呢?
的確,在大規(guī)模煤炭燃燒的時(shí)候,給我們帶來(lái)的污染也非常大,根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,火區(qū)燃燒每年僅排放顆粒物、二氧化硫就達(dá)1.29萬(wàn)噸和5324噸,相當(dāng)于一個(gè)中型火電廠排放量的269倍和24倍。所以人人看到這樣的數(shù)據(jù),都想將其撲滅,但是能夠做到嗎?很難做到的,首先在自然的條件下,你說(shuō)整個(gè)賀蘭山在300余年的時(shí)間之中,沒(méi)有降雨的話,那肯定是亂說(shuō)。
天降大雨都無(wú)法將其撲滅,我們?nèi)祟愑盟€能夠撲滅嗎?很顯然是不可能的。主要原因就是在于賀蘭山的煤炭層非常深,就算是我們用水去澆滅表面的大火,但是深層次的煤炭燃燒可能還未接觸到水源,就已經(jīng)完全被吸收了,結(jié)果大火烘烤之后,下面的火種又會(huì)引發(fā)表面的碳持續(xù)燃燒,所以根本撲滅不了。
完全是沒(méi)有辦法,用水去澆滅肯定科學(xué)家們?cè)缇涂紤]過(guò)了,要是可行的話,早就實(shí)施了,所以明顯這樣的辦法不可行。嚴(yán)格的來(lái)說(shuō),還沒(méi)有一個(gè)很好的辦法來(lái)進(jìn)行撲滅,所以還在持續(xù)燃燒之中,這就是大概的情況。
如果在你的面前堆滿3000億元放火燒掉,你會(huì)是怎樣一種心情?賀蘭山的煤炭,就是這樣一種情形,每年因自燃而燒掉的煤炭?jī)r(jià)值10億元,而這把火已經(jīng)燃燒了300多年。
1、太西烏金
“黑色的金子”,“工業(yè)的食糧”,這是人們對(duì)煤炭的美稱。這種由古代植物深埋藏地下后,經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物、化學(xué)、物理變化而形成的可燃性礦物,在人類生產(chǎn)、生活中占有重要的地位。
賀蘭山脈位于寧夏與內(nèi)蒙古交界處,南北長(zhǎng)220公里,東西寬20 40公里。山脈南段山勢(shì)緩坦,北段山勢(shì)較高,海拔2000 3000米。
就在賀蘭山北段的地下,埋藏著豐富的煤炭,煤礦儲(chǔ)量約15億噸,而2016我國(guó)煤炭全年的產(chǎn)量是34億噸,由此而知它在我國(guó)煤炭行業(yè)的重要性。
而更重要的是,賀蘭山汝箕溝煤礦出產(chǎn)的“太西煤”尤其出名,它以低灰、低碳、低磷、熱量高、回收率高等特點(diǎn)被譽(yù)為“世界煤中之王”,是名符其實(shí)的“太西烏金”。
2、一把持續(xù)了300余年的大火
可是,在賀蘭山汝箕溝卻有個(gè)奇特的景象,一到晚上,整座山就是紅彤彤的一片。如果走近一點(diǎn),透過(guò)巖石,你甚至可以看到山體內(nèi)部就像一個(gè)燃燒著的鍋爐爐膛!
原來(lái),賀蘭山的煤炭在燃燒!這種燃燒在行業(yè)內(nèi)稱為煤層自燃。
我們知道,燃燒必須同時(shí)具備三個(gè)基本條件:可燃燒物、火源、氧氣,煤層自燃也不例外。
首先,煤炭本身就是一種可燃物質(zhì);其次,空氣中含有大量氧氣;再次,也是最為關(guān)鍵的是,賀蘭山充足的日照和劇烈的氣溫變化,一旦遇到雷擊、森林火災(zāi)或者不當(dāng)?shù)牟赏凇⒎贌袨?,都可能?dǎo)致煤層起火,導(dǎo)致自燃。
據(jù)記載,賀蘭山煤礦自燃早在清朝時(shí)期就開(kāi)始了,至今已燒了300多年。自燃區(qū)域主要集中在汝箕溝,礦區(qū)28平方公里的范圍內(nèi),分布著25處自燃區(qū),并且火區(qū)還在以每年14到16米的速度向周邊蔓延。
礦區(qū)內(nèi)約有6700多萬(wàn)噸受到火區(qū)影響。如果以這樣的速度燃燒下去,只需要58年左右就會(huì)把整個(gè)礦區(qū)所有煤燒掉。
3、地下煤火的危害
煤層自燃所造成的影響巨大,波及面十分廣泛,涉及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人文等多個(gè)方面。
首先,巨大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。汝箕溝礦區(qū)現(xiàn)在每年燒損的太西煤量約115萬(wàn)噸,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)10億元人民幣。這些在我國(guó)能源供應(yīng)中占有重要位置的煤炭,就這樣白白浪費(fèi)了,確實(shí)令人心痛。
其次,土壤極度惡化。煤層自燃將礦區(qū)地表燒成一片焦黑,炭火所過(guò)之處寸草不生,土質(zhì)松脆、沙化,極易發(fā)生山體滑坡、地陷、塌方、土質(zhì)沙化等自然災(zāi)害。
再次,釋放大量有毒氣體。由于煤層自燃,產(chǎn)生大量一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體,數(shù)據(jù)顯示,汝箕溝礦區(qū)每年要向大氣排放1.29萬(wàn)噸顆粒物和5324噸二氧化硫。
經(jīng)濟(jì)上的損失,我們可以賺回來(lái),但是因煤炭自燃而破壞的生態(tài)平衡,影響可能會(huì)持續(xù)成百上千年,這是再多的錢也換不回來(lái)的。
4、水能滅掉地下煤火嗎?
常言說(shuō):水能克火。賀蘭山的地下煤火,能用水來(lái)滅掉嗎?
理論上是可以,看實(shí)施起來(lái)有兩大難點(diǎn):
一是,水量的大小有講究。水量太小,水遇到燃燒的煤火后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一氧化碳和和氫氣,氫氣與氧氣在高溫下會(huì)發(fā)生爆炸,而一氧化碳會(huì)加劇火勢(shì)燃燒。也就是說(shuō),在煤層燃燒中,水量小了不僅不能滅火,反而會(huì)助長(zhǎng)火勢(shì)。
賀蘭山地下煤層的燃燒范圍較大,我們無(wú)法判斷多少水量才足夠澆滅自燃的火勢(shì),如果操作不當(dāng)只會(huì)適得其反。
二是,賀蘭山海拔2000—3000米,如何將山腳下的黃河之水引上山,又是一個(gè)浩大的工程,成本無(wú)疑也是非常之高。
所以說(shuō),想用水來(lái)滅掉煤火是不現(xiàn)實(shí)的事情。
5、煤炭自燃是世界性難題
煤炭自燃在世界范圍內(nèi)非常普遍,除南極洲外,其他洲都存在地下煤火現(xiàn)象,即便是美國(guó)、德國(guó)這些發(fā)達(dá)國(guó)家同樣存在。
僅在美國(guó)賓夕法尼亞州,就有多達(dá)45起大火正在地下燃燒,其中最著名的是森特勒利亞煤礦。1962年5月27日,一些工人在露天采礦場(chǎng)焚燒廢物時(shí),不慎引燃了無(wú)煙煤礦脈,從此小鎮(zhèn)溫度不斷升高,當(dāng)?shù)刂参锒急豢窘埂?982年,政府不得不拿出巨資重新安置森特勒利亞的居民,這座繁華的小城鎮(zhèn)就此廢棄,成為一座“鬼城”。
世界上最著名的地下煤火,莫過(guò)于澳大利亞溫根山煤礦。1828年,當(dāng)這座不斷冒煙的 “火焰山”被發(fā)現(xiàn)時(shí),人們最初以為它是一座活火山,后來(lái)經(jīng)科學(xué)家確定,才知道原來(lái)它是一個(gè)已經(jīng)燃燒了6000年的地下煤礦。如今,溫根山已經(jīng)成為了澳大利亞的一個(gè)旅游景點(diǎn)。
6、目前的治理辦法
地下煤火的治理是個(gè)系統(tǒng)工程,除了探測(cè)難、撲滅難之外,在治理過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)環(huán)境治理方面的問(wèn)題。
我國(guó)在治理地火方面,主要是從三方面著手:
一是借助北斗定位和遙感技術(shù),畫出地下煤火分布圖,了解火區(qū)范圍,建立區(qū)域性的煤層自燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng),隨時(shí)檢測(cè)災(zāi)害的進(jìn)程和態(tài)勢(shì),這樣便于及時(shí)組織人員進(jìn)行抗災(zāi)活動(dòng)。
二是開(kāi)展地下煤火熱能利用研究,將煤火防治與熱能利用協(xié)同考慮,利用新型熱電材料,將地下煤火的熱能轉(zhuǎn)換為清潔電能,供人們?nèi)粘Ia(chǎn)、生活使用,實(shí)現(xiàn)由“治”到“用”的根本性轉(zhuǎn)變。
三是采取注水、注漿、挖除火源和沙土覆蓋等方法,直接進(jìn)行滅火。到2020年,我們已經(jīng)撲滅汝箕溝礦區(qū)25處火區(qū)中的5處區(qū)。而在新疆硫磺溝煤田, 18處火區(qū)中已撲滅14處個(gè)。
地下煤火的治理,需要我們不斷進(jìn)行新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。
更多文章,敬請(qǐng)關(guān)注千年蘭亭。
可以將滅火及開(kāi)發(fā)相結(jié)合,誰(shuí)滅火誰(shuí)開(kāi)發(fā)(包括采煤基建交通)誰(shuí)得宜,將火區(qū)劃分幾塊幾十塊分別給民營(yíng)的企業(yè)限期滅火開(kāi)發(fā)!國(guó)家給予各種優(yōu)惠扶持!總比白白燒掉好吧!
賀蘭山是位于我國(guó)寧夏回族自治區(qū)與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界處的一座名山,處在鄂爾多斯盆地的西部,與東部的鄂爾多斯高原、黃河河套平原相接,平均海拔2500米左右。賀蘭山是我國(guó)西北地區(qū)重要的地理分界線,同時(shí)也是我國(guó)重要的氣候分界線,由于山脈的阻擋,一方面它阻擋了來(lái)自蒙古和西伯利亞的寒冷氣流,同時(shí)也阻擋了來(lái)自濕潤(rùn)的東南季風(fēng),因此它既是我國(guó)季風(fēng)區(qū)與非季風(fēng)區(qū)的分界線,也是我國(guó)400毫米年降水線的分界線,同時(shí)也是我國(guó)草原與荒漠的分界線。
從地質(zhì)構(gòu)造上看,賀蘭山所處區(qū)域,位于東亞大陸主板塊、鄂爾多斯斷裂塊、賀蘭山-橫山堡斷裂線相交界的地方,巖漿層發(fā)育不充分,自古以來(lái)這里就很少發(fā)生火山噴發(fā)等地質(zhì)災(zāi)害,所以地質(zhì)沉積作用比較明顯,為煤炭和其他一些金屬礦藏的沉積和發(fā)育創(chuàng)造了難得的環(huán)境。
從該區(qū)煤炭的儲(chǔ)量來(lái)看,遠(yuǎn)期理論上可以達(dá)到110億噸,目前已經(jīng)探明的已經(jīng)超過(guò)了30億噸。雖然與我國(guó)的幾大煤炭產(chǎn)區(qū)相比,賀蘭山的煤炭?jī)?chǔ)量排位不是怎么靠前,不過(guò)正是由于區(qū)域的沉積條件比較優(yōu)越,煤炭的品質(zhì)相對(duì)來(lái)說(shuō)要高出不少,特別是這里盛產(chǎn)“太西煤”,以雜質(zhì)少、熱值高、結(jié)構(gòu)緊致等聞名于世。然而,這么優(yōu)質(zhì)的煤炭生產(chǎn)地,卻長(zhǎng)期存在著一個(gè)棘手的問(wèn)題,那就是部分區(qū)域的煤層持續(xù)發(fā)生著燃燒,每年白白損失上百億元,為什么不想辦法將大火撲滅呢?
說(shuō)到這里,大家應(yīng)該對(duì)世界上聞名的“地獄之門”印象深刻,從上世紀(jì)70年代勘探出來(lái)后,前蘇聯(lián)就在該區(qū)域進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的鉆探,借此想獲得豐富的天然氣資源,誰(shuí)曾想在鉆探過(guò)程中,氣田發(fā)生了劇烈塌陷,大量天然氣被釋放了出來(lái),為了避免產(chǎn)生不可控的氣體爆炸事故,科學(xué)家們將氣體進(jìn)行了點(diǎn)燃,結(jié)果誰(shuí)也沒(méi)有想到,這一點(diǎn)火,火苗非但沒(méi)有像估計(jì)的那樣燒幾個(gè)月就完事,反而越燒越旺,燃燒了50多年也沒(méi)有熄滅。
像煤層燃燒的事件,也不止賀蘭山,比較有名的還有:印度切里亞煤田,持續(xù)燃燒了100多年,我國(guó)新疆的鐵列克煤田區(qū)也已經(jīng)燃燒50年。而位于澳大利亞一條公路旁的地下煤區(qū),雖然規(guī)模不大,火點(diǎn)較小,但也“默默無(wú)聞”地燃燒了好幾千年。為什么包括賀蘭山煤田這樣的煤田和氣田,為什么煤層火災(zāi)持續(xù)那么多年而不會(huì)熄滅呢?
大家知道,物質(zhì)燃燒必須具備3個(gè)基本條件,即可燃物、助燃劑和達(dá)到燃點(diǎn)。對(duì)于煤層來(lái)說(shuō),可燃物就是粉煤或者較小的顆粒,當(dāng)堆積到一起、煤質(zhì)較好、能被點(diǎn)燃的物質(zhì)達(dá)到一定規(guī)模,就為燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
對(duì)于助燃劑也就是氧氣來(lái)說(shuō),如果煤層具有較多的孔隙或者較大的裂縫,能夠與外界保持空氣流通,那么氧氣就具備了有效的來(lái)源,而且在燃燒時(shí)也會(huì)有足夠的補(bǔ)充。而對(duì)于燃點(diǎn)來(lái)說(shuō),當(dāng)煤層與氧氣作用釋放的熱量得到有效的積累,那么就會(huì)推動(dòng)更大面積的煤層發(fā)生溫度上升,一旦突破煤炭的燃點(diǎn)(300攝氏度左右),大規(guī)模的燃燒就可以“星星之火可以燎原”了。
而且,在煤炭的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,又有比較大的幾率增加上面3個(gè)因素的疊加效應(yīng)。一方面,人類的開(kāi)采活動(dòng),無(wú)疑會(huì)破壞煤層原有的結(jié)構(gòu),既產(chǎn)生了更多碎塊化、粉碎化的粉煤,同時(shí)也會(huì)使更多的空氣流通進(jìn)入煤層內(nèi)部。另一方面,在煤炭開(kāi)采過(guò)程中,有時(shí)會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者電路發(fā)生故障而產(chǎn)生明火,首先點(diǎn)燃位于煤層上部的煤層氣,然后在物質(zhì)、氧氣條件都具備的基礎(chǔ)上,推動(dòng)煤層隨之逐漸發(fā)生了范圍更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的燃燒。
從目前來(lái)看,賀蘭山煤礦發(fā)生燃燒的區(qū)域,主要集中在汝箕溝礦區(qū)。大家肯定感到納悶,為什么不選擇用水來(lái)?yè)錅缒兀侩m然這里年降水量不是很大,但是在每年的夏季雨季,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的強(qiáng)降水,這種天氣狀況都無(wú)法將煤層的火撲滅,何況用人為的方法抽水來(lái)處理呢?我想,之所以很難用水來(lái)?yè)錅?,主要有以下幾個(gè)方面的原因:
一個(gè)是水和高溫的煤炭會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成的物質(zhì)為一氧化碳和氫氣,這兩種氣體的密度都比空氣小,而且都是易燃?xì)怏w,一旦燃燒的煤層上面灑上水,那么在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)在煤炭的上表層聚集大量的可燃?xì)怏w,從而引發(fā)更為劇烈的燃燒現(xiàn)象,并且釋放出更多的熱量來(lái),非但不會(huì)熄滅燒著的煤炭,反而會(huì)加劇煤層的燃燒,搞不好還會(huì)出現(xiàn)劇烈的爆炸。
第二是煤層的燃燒具有“立體化”效應(yīng),即并不是單純地在一個(gè)深度層面進(jìn)行燃燒,我們?cè)诘乇砜吹降?,只是不同深度下燃燒的不同表現(xiàn)形式而已,由于暴露在地表了所以才被我們看到,其實(shí)下部不同深度的煤層,也都有可能形成燃燒現(xiàn)象或者已經(jīng)具備燃燒的基礎(chǔ)。所以,用水來(lái)澆的話,也只能影響表層燃燒的煤層,這里排除澆水釋放更多可燃?xì)怏w的因素,即使應(yīng)用大量水來(lái)澆,將表層火源控制住的話,也在高溫的作用下,使液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸汽,很難深入到煤層的深部,一旦液態(tài)水的補(bǔ)充跟不上,下層的燃燒所釋放的熱量,過(guò)不了多久又會(huì)將上層的煤層引燃。這也是為什么即使下暴雨,也很難將其澆滅的原因之一。
第三,煤層的燃燒覆蓋面很廣,即使我們?cè)诘孛嫔峡吹搅酥瘘c(diǎn),也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是煤層燃燒的全部,地下連接的“燃燒通道”,會(huì)因煤層的結(jié)構(gòu)、含煤量的多少、釋放的熱量等不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果,所以非常復(fù)雜,我們很難判斷煤層深部火勢(shì)的走向以及燃燒的分布狀態(tài),所以向地表的火源澆水,無(wú)異于“管中窺豹”。
所以,對(duì)于小型煤礦火災(zāi)的控制,一般選擇的是減少空氣流通、降低與空氣接觸的程度來(lái)實(shí)現(xiàn),比如向煤層中注入大量的氮?dú)饣蛘卟豢扇嫉呐菽?,或者注入大量的鈍化凝膠,來(lái)減少煤炭接觸氧氣的面積和程度,以達(dá)到“釜底抽薪”的目的。不過(guò),即使應(yīng)用這樣的方法,即使對(duì)于小型煤礦來(lái)說(shuō),所花費(fèi)的成本也極其高昂,而且還得持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和深入實(shí)施,一旦哪塊區(qū)域火勢(shì)沒(méi)有控制住,很快就會(huì)重新蔓延開(kāi)來(lái)。
對(duì)于像賀蘭山這樣的大型煤礦,應(yīng)用上面的“治本”方案,所花費(fèi)的成本就會(huì)更加高昂,必然是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,而且還不能保證百分百的成功,所有的物資投入、人力成本等加在一起,可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出被燃燒煤炭的實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值,有點(diǎn)得不償失,沒(méi)有找到萬(wàn)全和經(jīng)濟(jì)的措施之前,根本無(wú)法下手。
說(shuō)起太西煤,熟悉煤炭的朋友一定非常了解,這是產(chǎn)地位于寧夏回族自治區(qū)石嘴山市汝箕溝礦區(qū)的精品無(wú)煙煤,其三低(低磷、低灰、低硫)與六高(高發(fā)熱量、高塊煤率、高比電阻、高化學(xué)活性、高精煤回收率和高機(jī)械強(qiáng)度)聞名于世。
汝箕溝礦區(qū) 攝影:西部現(xiàn)象
但在產(chǎn)出如此優(yōu)質(zhì)煤炭的礦區(qū),卻有多個(gè)區(qū)域煙塵裊裊,熟悉煤層自燃以及當(dāng)?shù)氐呐笥讯贾?,那是汝箕溝煤礦的自燃區(qū)域,每年白白燒掉優(yōu)質(zhì)太西煤約115萬(wàn)噸,直接經(jīng)濟(jì)損失約10億元。
汝箕溝礦區(qū) 攝影:西部現(xiàn)象
汝箕溝礦區(qū)的煤層大火究竟有多嚴(yán)重?
在汝箕溝礦區(qū)不少看起來(lái)像是丹霞地貌的小山,看上去層層疊疊,多種顏色穿插,很像千層餅,但礦區(qū)的工作人員一定會(huì)警告只可遠(yuǎn)觀,不可靠近。
汝箕溝礦區(qū)內(nèi),一座約130米高的山體過(guò)火自燃后仿佛丹霞地貌,記者劉海 攝
因?yàn)檫@是一座已經(jīng)徹底被燒毀的“煤灰”山,山體疏松,風(fēng)吹草動(dòng)都會(huì)掉下不少砂石,非常容易引起塌方,因此這些區(qū)域不可靠近,以免發(fā)生危險(xiǎn)。
由于煤層自燃,山體已經(jīng)塌方
在汝箕溝煤礦,更多的則是正在冒煙的區(qū)域,東一處西一處,甚至在大石頭區(qū)透過(guò)石塊的縫隙,還能看到地下熊熊的火光,當(dāng)然這些山就是人類禁區(qū),如果你不想成為烤魚(yú)的話!真像是西游記中的火焰山。
汝箕溝礦區(qū)有多少地區(qū)有火災(zāi)?
汝箕溝礦區(qū)主要由汝箕溝煤礦、白芨溝煤礦等5對(duì)礦井組成,總生產(chǎn)能力為年產(chǎn)460萬(wàn)噸,礦區(qū)總共有25處火區(qū),其中有5處已經(jīng)熄滅,4處還未完全熄滅,正在快速蔓延發(fā)展的有16處。
2020年10月30日,汝箕溝礦區(qū)煤田火區(qū)分布圖(局部)。記者 劉海攝
其中賀蘭山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的二道嶺火區(qū)火勢(shì)正在擴(kuò)大,與內(nèi)蒙古阿拉善左旗二道嶺火區(qū)連成一片。更嚴(yán)重的是有些地區(qū)已經(jīng)明明已經(jīng)熄滅,但不久后又冒出了煙塵,這表示地下的大火仍然在蔓延。
大峰礦羊齒采區(qū)是汝箕溝礦區(qū)最大的火區(qū),這里是太西煤的第二層煤,也是最后的煤層,但空氣中彌漫著一股難聞的味道,據(jù)估計(jì)這里的火區(qū)已經(jīng)燒掉了35萬(wàn)噸太西煤。汝箕溝礦區(qū)2020年開(kāi)采的煤炭量約160萬(wàn)噸,但整個(gè)礦區(qū)每年燒掉的煤炭就有115萬(wàn)噸。
按這個(gè)速度蔓延下去,據(jù)估計(jì)主要再過(guò)50年,汝箕溝礦區(qū)將再無(wú)煤炭可采,當(dāng)然沒(méi)有煤炭只是一個(gè)問(wèn)題,另一個(gè)則是排放出天文數(shù)字般的污染毀損土地。
2020年3月,自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)汝箕溝礦區(qū)自燃火區(qū)開(kāi)展大氣環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),火區(qū)每年排放的顆粒物高達(dá)1.29萬(wàn)噸,二氧化硫5324噸。
另一個(gè)則是對(duì)地面的影響,地下煤礦的自然高溫通過(guò)地面釋放,會(huì)導(dǎo)致地面溫度上升,土地貧化,植物枯萎死亡,目前火區(qū)毀損的土地已達(dá)332公頃,在土地上生活的野生動(dòng)物遭到嚴(yán)重威脅。
為什么不滅火?澆水不行嗎?
煤礦著火是一個(gè)讓人費(fèi)解的問(wèn)題,因?yàn)榇蟛糠置簩佣嘉挥诘叵?,即使是露天煤層也就是個(gè)露頭,位于地下的煤層怎么會(huì)燒起來(lái)的?又為什么會(huì)持續(xù)燃燒?助燃的氧氣是從哪來(lái)的?
關(guān)于第一個(gè)問(wèn)題應(yīng)該很難解答了,因?yàn)槿昊厦旱V的火災(zāi)最早始于300多年前的清朝,最大的可能是礦工在井下取暖時(shí)忘記滅火或者火勢(shì)蔓延導(dǎo)致,現(xiàn)在汝箕溝礦區(qū)正在燃燒的二十幾處火災(zāi)中,有的是從露天開(kāi)始燒入地下,有的則是一直在蔓延。
300多年來(lái),汝箕溝燒掉了數(shù)不清的煤炭,總損失可能高達(dá)上百億,而具體數(shù)字可能很難估量。
地下煤炭層為什么會(huì)持續(xù)燃燒?
這個(gè)問(wèn)題可能比較難理解,但由于露天煤層以及地下坑道的存在,使得氧氣補(bǔ)充通道一直得以存在,而且由于山體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,這些通道可能非常隱蔽。
上圖是地下煤層煙塵排放以及氧氣補(bǔ)充通道,煙塵排放大家都看得到,但氧氣補(bǔ)充通道來(lái)源卻是多樣的。另一種則是露天煤層大火轉(zhuǎn)入地下:
比如閃電或者森林大火引發(fā)了煤層火災(zāi),露天的煤層燒完后慢慢燒入了內(nèi)部,而氧氣補(bǔ)充也就從最初的燒透的疏松煤灰層進(jìn)入。最終可能會(huì)將整座山燒得松垮,造成地陷甚至垮塌。
如何撲火?澆水可以嗎?
滅火當(dāng)然是澆水了,而且煤層大火就在地下,往下澆水不就對(duì)了嗎?如果能有水漫金山的技術(shù),顯然是可以的,但煤層大火的區(qū)域高高低低,明顯不太靠譜,那么怎么辦?
如果發(fā)生在火災(zāi)初期,那么處理其實(shí)很簡(jiǎn)單,一般將著火點(diǎn)挖除火災(zāi)隔離即可,但到了中后期事情就比較難辦了,因?yàn)橐呀?jīng)徹底處在地下,其氧氣補(bǔ)充通道很難查清,直接注水無(wú)濟(jì)于事!
那么只能調(diào)查其空氣補(bǔ)充通道,然后針對(duì)性的注漿滅火,最有效的方式就是泥漿水,用高壓泵將泥漿注入地下,阻斷其空氣補(bǔ)充通道,剩下的煤層大火就會(huì)慢慢熄滅。但由于地下大火通路復(fù)雜,滅火成本高企,因此很多煤礦直接就放開(kāi)任其燃燒,比如澳大利亞溫根山附近的那座著名的“火焰山”,還成了一個(gè)旅游景點(diǎn)。
還有的則因?yàn)楸I采,或者開(kāi)挖火區(qū)內(nèi)的煤炭,結(jié)果給正在熄滅的煤層再次注入氧氣,那么大火可能又會(huì)復(fù)燃,或者因?yàn)槠渌刭|(zhì)變化原因增加了空氣通道,再次形成大火,所以煤層大火撲滅是一個(gè)長(zhǎng)期的工程。
汝箕溝礦區(qū)滅火
太西煤的煤炭質(zhì)量很高,化學(xué)活性也高,還有高瓦斯含量,因此煤層大火燒的不只是煤炭,還有涌出的瓦斯(煤層氣)燃燒,因此火區(qū)蔓延速度很快。
汝箕溝礦區(qū)的燃燒面積很大,分布范圍很廣,當(dāng)前采取的是剝離+灌漿的方式,結(jié)合每處火點(diǎn)的現(xiàn)狀、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素采取針對(duì)性的措施,目前白芨溝煤礦井田范圍內(nèi)的9處火區(qū)和賀蘭山保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的5處火區(qū)須采取注漿灌漿技術(shù)滅火。
而在中槽火區(qū)、羊齒火區(qū)等6處火區(qū)因蓄積能量大、漏風(fēng)供氧充分、煤層傾角大、已出現(xiàn)大面積明火采取的是將淺表火區(qū)剝離+灌漿滅火。
其實(shí)剝離就是將可以采的部分煤層采出,隔斷火源,但這會(huì)伴隨著另一個(gè)結(jié)果,增加供氧通道,打著滅火的旗號(hào)盜采等,因此對(duì)于汝箕溝礦區(qū)的滅火計(jì)劃,需要有一個(gè)科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃來(lái)完成。
是不是可以在火場(chǎng)周圍打鉆,把煤層中的瓦斯抽出來(lái),用民用燒飯或發(fā)電,火即然能燃燒了這么多年,證明煤炭中含有大量的高濃度的瓦斯氣體,高濃度瓦斯抽完以后,這個(gè)鉆孔中的瓦斯含量沒(méi)有了可以往鉆孔內(nèi)注入高壓水,一個(gè)方面能使煤層增加含水量,另一方面可以增加別的鉆孔瓦斯抽出量,著火的煤場(chǎng)沒(méi)有了瓦斯注力,大火也就慢慢的能熄滅了。不知道這個(gè)辦法是不是可行,個(gè)人觀點(diǎn),不喜勿噴。
方法肯定有我說(shuō)一個(gè) 弄個(gè)擋風(fēng)設(shè)置 把風(fēng)沙擋住 讓沙塵暴的沙子都掉落到煤區(qū) 撲滅火
利用地探設(shè)備先探明地下著火范圍,然后在外圍一圈鉆孔抽取瓦斯并高壓注入水,中間著火點(diǎn)利用百米長(zhǎng)臂工程車帶上高壓水槍逐步往地下滅火。
賀蘭山煤層裸露在地面的很多,只要溫度達(dá)到了一定程度就會(huì)發(fā)生自燃(在地表下沒(méi)氧氣,地表就相反了),可以用水滅,但面積那么廣自燃發(fā)生都是隨機(jī)的。所以徹底控制和治理太難了。
這個(gè)燃燒非常好,理由如下:
1、煤炭是地球溫度上升、環(huán)境惡化的罪惡之首,本來(lái)就不能再繼續(xù)使用了;全世界已經(jīng)作出共識(shí),在本世紀(jì)中葉,實(shí)現(xiàn)炭達(dá)峰、炭中和的目標(biāo),煤炭將將被清潔能源所代替。因此,這些煤炭早日燒掉早好。
2、這些煤炭之所以燃燒,主要不是因?yàn)槊禾勘旧?,而是因?yàn)槊禾恐嗅尫诺奶烊粴?,這些天然氣不斷釋放,才引起煤炭不斷燃燒。這些天然氣如果沒(méi)有燒掉,容易引起環(huán)境污染甚至引起空氣爆炸。通過(guò)燃燒,可以有效解決環(huán)境污染問(wèn)題,保障周圍民眾的生命安全。