为什么地下封存的煤层会自己燃烧?
煤自燃对某些人来说听起来可能很新鲜,但却是一种非常普遍的现象。目前,世界上约3%的二氧化碳排放来自煤炭自燃,可望达到较高水平。有数字说,世界上任何时候都有成千上万的煤层自燃。作为中国这样的煤炭大国,煤层自燃也十分严重。据推测,我国煤炭年自燃量在2000万至2亿吨之间。
煤层自燃的原因有很多,包括自然原因和人为原因。比如有些煤的自燃点很低,甚至低到40度,这样当温度达到氧气水平时,煤层就会自燃。一些野火还可能导致浅层煤层自燃。自燃的持续时间可能很长。澳大利亚新南威尔士州有一座自燃煤矿。燃烧时间可能持续了6000年。它应该是已知自燃时间最长、仍在燃烧的煤层火灾。这个地方的火焰仍以每年1米的速度向南移动,深度约为地下30米。
我国已知的燃煤始于200多年前,近百年来发生了多次煤火。乌鲁木齐记录了一百多年的煤火历史。近代以来,随着煤矿开采量的增加,暴露在地表的煤层越来越多,人为因素引起的煤炭燃烧也越来越多。
比如,一些煤矿废弃后成为填埋场,容易被点燃,从而进一步点燃煤层。美国的许多煤层火灾就是原因。美国大部分煤层火灾发生在宾夕法尼亚州,这也是一个大问题。还有因矿难引起的火灾和爆炸,造成煤炭燃烧。由于缺乏管理,废弃煤矿燃烧也很普遍。还有一起火灾是由于盗窃期间的设施和方法问题引起的。燃煤引起了经济、环境、安全等诸多问题。
这是一道“伤疤”!2021年贺兰山煤矿燃烧再次引发大家的热议,一场大火自燃迄今已有300余年 历史 ,仍然没有熄灭,并且火区每年烧损太西煤量约115万吨,直接经济损失约10亿元,总计损失都达上百亿了,可以说真叫人心疼,很多人说为何不将其利用“火力发电”,为什么不用火区浇灭,这不是白白的被浪费了吗?我想说的是,如果真的有办法进行扑灭的话,能利用起来,也不至于等它燃烧300余年都不处理。
这只能说明一个问题,那就是没有办法将其扑灭,要将其扑灭的话,是非常困难的,所以不是不想,可能是真的没有办法,难道水也无法扑灭吗?我们下面就来看看情况。
贺兰山燃烧有多强?贺兰山是位于我国宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处,除了是我国主要的野生动植物生存区域之外,该区域就是我国的主要矿物质分布区。根据公开数据显示,该地区含有植物青海云杉、山杨、白桦等665种,金钱豹、青羊、石貂、蓝马鸡等180余种动物,所以十分地多。
而矿物质就更多了,整个贺兰山——山区富含优质煤炭,有石嘴山等10座大型矿区,另外还有磷灰岩、石英砂岩、灰岩、粘土岩等矿产,包括宁夏“五宝”之一都是在这个区域产出的。而我们看到贺兰山的燃烧,必然就非常担心。如果大火不进行控制的话,未来这些地区的野生动植物群体可能会变得更加地少,所以大家问能不能将这个地区的火扑灭掉,也算是一件正常的事情。
然而并不是说扑灭就不灭,它燃烧非常地强烈。根据统计数据显示,仅仅在汝箕沟矿区28平方公里范围内,就分布着25处火区,其中有5处在自然保护区范围内,同时大火燃烧的面积已经超过了3.3平方公里,最深达280米。根据观察的情况来看,这个区域的大火燃烧还在持续地蔓延,以每年14米至16米的速度向周边蔓延。
挺可惜的是,整个区域最优质的太西煤探明储量为5.8亿吨,已经仅剩约2.7亿吨,而且大火还在影响该区域。所以,依照这个趋势,未来将看不到这些优质煤了,根据大火趋势发展的预测数据显示,在50年后,汝箕沟矿区保有的太西煤可能燃烧殆尽。这下大家知道贺兰山煤炭燃烧有多强了吧,我们是一点一点地看到这个区域的煤消失了。
贺兰山煤层如何燃烧起来的?上面介绍了 ,贺兰山的煤炭比较多,并且是我国的主要煤炭生产区域,所以大大小小的煤炭企业,厂房也是多不胜数。根据公开数据显示,上世纪90年代,贺兰山区中小煤窑到处乱采,没有一个科学的管理方式,多因工人井下取暖或地面火未熄所致。导致大火持续燃烧了几百年,同时老火区加剧发展,新火区不断产生,也引发了连锁效应的出现。
所以,简单地来说,就是我们自己开采煤炭的时候带来的,但是由于该区域的煤炭特点,例如:太西煤变质程度很高,瓦斯含量大,所以不光是煤在烧,大量瓦斯涌出也参与燃烧,加快了火区燃烧速度。结果导致“一发不可收拾”的局面。还有一个大的特点,就是该区域的煤炭层十分地深。
燃烧起来产生的热量也非常巨大,很难有人有办法直接靠近火区,按照人类自己的身体所承受的温度来看,可能在60度的高温左右就难以承受了,大量煤炭的燃烧,在几米,甚至几十米的区域,可能都会明显感觉到大火的烘烤,所以影响非常大。
那为什么不用水浇灭呢?的确,在大规模煤炭燃烧的时候,给我们带来的污染也非常大,根据数据显示,火区燃烧每年仅排放颗粒物、二氧化硫就达1.29万吨和5324吨,相当于一个中型火电厂排放量的269倍和24倍。所以人人看到这样的数据,都想将其扑灭,但是能够做到吗?很难做到的,首先在自然的条件下,你说整个贺兰山在300余年的时间之中,没有降雨的话,那肯定是乱说。
天降大雨都无法将其扑灭,我们人类用水还能够扑灭吗?很显然是不可能的。主要原因就是在于贺兰山的煤炭层非常深,就算是我们用水去浇灭表面的大火,但是深层次的煤炭燃烧可能还未接触到水源,就已经完全被吸收了,结果大火烘烤之后,下面的火种又会引发表面的碳持续燃烧,所以根本扑灭不了。
完全是没有办法,用水去浇灭肯定科学家们早就考虑过了,要是可行的话,早就实施了,所以明显这样的办法不可行。严格的来说,还没有一个很好的办法来进行扑灭,所以还在持续燃烧之中,这就是大概的情况。
1、太西乌金 2、一把持续了300余年的大火
可是,在贺兰山汝箕沟却有个奇特的景象,一到晚上,整座山就是红彤彤的一片。如果走近一点,透过岩石,你甚至可以看到山体内部就像一个燃烧着的锅炉炉膛!
原来,贺兰山的煤炭在燃烧!这种燃烧在行业内称为煤层自燃。
3、地下煤火的危害 4、水能灭掉地下煤火吗? 5、煤炭自燃是世界性难题 6、目前的治理办法一是 借助北斗定位和遥感技术,画出地下煤火分布图,了解火区范围,建立区域性的煤层自燃监测系统,随时检测灾害的进程和态势,这样便于及时组织人员进行抗灾活动。
可以将灭火及开发相结合,谁灭火谁开发(包括采煤基建交通)谁得宜,将火区划分几块几十块分别给民营的企业限期灭火开发!国家给予各种优惠扶持!总比白白烧掉好吧!
贺兰山是位于我国宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处的一座名山,处在鄂尔多斯盆地的西部,与东部的鄂尔多斯高原、黄河河套平原相接,平均海拔2500米左右。贺兰山是我国西北地区重要的地理分界线,同时也是我国重要的气候分界线,由于山脉的阻挡,一方面它阻挡了来自蒙古和西伯利亚的寒冷气流,同时也阻挡了来自湿润的东南季风,因此它既是我国季风区与非季风区的分界线,也是我国400毫米年降水线的分界线,同时也是我国草原与荒漠的分界线。
从地质构造上看,贺兰山所处区域,位于东亚大陆主板块、鄂尔多斯断裂块、贺兰山-横山堡断裂线相交界的地方,岩浆层发育不充分,自古以来这里就很少发生火山喷发等地质灾害,所以地质沉积作用比较明显,为煤炭和其他一些金属矿藏的沉积和发育创造了难得的环境。
从该区煤炭的储量来看,远期理论上可以达到110亿吨,目前已经探明的已经超过了30亿吨。虽然与我国的几大煤炭产区相比,贺兰山的煤炭储量排位不是怎么靠前,不过正是由于区域的沉积条件比较优越,煤炭的品质相对来说要高出不少,特别是这里盛产“太西煤”,以杂质少、热值高、结构紧致等闻名于世。然而,这么优质的煤炭生产地,却长期存在着一个棘手的问题,那就是部分区域的煤层持续发生着燃烧,每年白白损失上百亿元,为什么不想办法将大火扑灭呢?
说到这里,大家应该对世界上闻名的“地狱之门”印象深刻,从上世纪70年代勘探出来后,前苏联就在该区域进行了实质性的钻探,借此想获得丰富的天然气资源,谁曾想在钻探过程中,气田发生了剧烈塌陷,大量天然气被释放了出来,为了避免产生不可控的气体爆炸事故,科学家们将气体进行了点燃,结果谁也没有想到,这一点火,火苗非但没有像估计的那样烧几个月就完事,反而越烧越旺,燃烧了50多年也没有熄灭。
像煤层燃烧的事件,也不止贺兰山,比较有名的还有:印度切里亚煤田,持续燃烧了100多年,我国新疆的铁列克煤田区也已经燃烧50年。而位于澳大利亚一条公路旁的地下煤区,虽然规模不大,火点较小,但也“默默无闻”地燃烧了好几千年。为什么包括贺兰山煤田这样的煤田和气田,为什么煤层火灾持续那么多年而不会熄灭呢?
大家知道,物质燃烧必须具备3个基本条件,即可燃物、助燃剂和达到燃点。对于煤层来说,可燃物就是粉煤或者较小的颗粒,当堆积到一起、煤质较好、能被点燃的物质达到一定规模,就为燃烧提供了物质基础。
对于助燃剂也就是氧气来说,如果煤层具有较多的孔隙或者较大的裂缝,能够与外界保持空气流通,那么氧气就具备了有效的来源,而且在燃烧时也会有足够的补充。而对于燃点来说,当煤层与氧气作用释放的热量得到有效的积累,那么就会推动更大面积的煤层发生温度上升,一旦突破煤炭的燃点(300摄氏度左右),大规模的燃烧就可以“星星之火可以燎原”了。
而且,在煤炭的开发过程中,又有比较大的几率增加上面3个因素的叠加效应。一方面,人类的开采活动,无疑会破坏煤层原有的结构,既产生了更多碎块化、粉碎化的粉煤,同时也会使更多的空气流通进入煤层内部。另一方面,在煤炭开采过程中,有时会因为操作不当或者电路发生故障而产生明火,首先点燃位于煤层上部的煤层气,然后在物质、氧气条件都具备的基础上,推动煤层随之逐渐发生了范围更大、持续时间更长的燃烧。
从目前来看,贺兰山煤矿发生燃烧的区域,主要集中在汝箕沟矿区。大家肯定感到纳闷,为什么不选择用水来扑灭呢?虽然这里年降水量不是很大,但是在每年的夏季雨季,有时也会出现短时的强降水,这种天气状况都无法将煤层的火扑灭,何况用人为的方法抽水来处理呢?我想,之所以很难用水来扑灭,主要有以下几个方面的原因:
一个是水和高温的煤炭会产生化学反应,生成的物质为一氧化碳和氢气,这两种气体的密度都比空气小,而且都是易燃气体,一旦燃烧的煤层上面洒上水,那么在短时间内就会在煤炭的上表层聚集大量的可燃气体,从而引发更为剧烈的燃烧现象,并且释放出更多的热量来,非但不会熄灭烧着的煤炭,反而会加剧煤层的燃烧,搞不好还会出现剧烈的爆炸。
第二是煤层的燃烧具有“立体化”效应,即并不是单纯地在一个深度层面进行燃烧,我们在地表看到的,只是不同深度下燃烧的不同表现形式而已,由于暴露在地表了所以才被我们看到,其实下部不同深度的煤层,也都有可能形成燃烧现象或者已经具备燃烧的基础。所以,用水来浇的话,也只能影响表层燃烧的煤层,这里排除浇水释放更多可燃气体的因素,即使应用大量水来浇,将表层火源控制住的话,也在高温的作用下,使液态水转化为水蒸汽,很难深入到煤层的深部,一旦液态水的补充跟不上,下层的燃烧所释放的热量,过不了多久又会将上层的煤层引燃。这也是为什么即使下暴雨,也很难将其浇灭的原因之一。
第三,煤层的燃烧覆盖面很广,即使我们在地面上看到了着火点,也远远不是煤层燃烧的全部,地下连接的“燃烧通道”,会因煤层的结构、含煤量的多少、释放的热量等不同而产生不同的结果,所以非常复杂,我们很难判断煤层深部火势的走向以及燃烧的分布状态,所以向地表的火源浇水,无异于“管中窥豹”。
所以,对于小型煤矿火灾的控制,一般选择的是减少空气流通、降低与空气接触的程度来实现,比如向煤层中注入大量的氮气或者不可燃的泡沫等,或者注入大量的钝化凝胶,来减少煤炭接触氧气的面积和程度,以达到“釜底抽薪”的目的。不过,即使应用这样的方法,即使对于小型煤矿来说,所花费的成本也极其高昂,而且还得持续进行监测和深入实施,一旦哪块区域火势没有控制住,很快就会重新蔓延开来。
对于像贺兰山这样的大型煤矿,应用上面的“治本”方案,所花费的成本就会更加高昂,必然是一个漫长的过程,而且还不能保证百分百的成功,所有的物资投入、人力成本等加在一起,可能要远远高出被燃烧煤炭的实际经济价值,有点得不偿失,没有找到万全和经济的措施之前,根本无法下手。
说起太西煤,熟悉煤炭的朋友一定非常了解,这是产地位于宁夏回族自治区石嘴山市汝箕沟矿区的精品无烟煤,其三低(低磷、低灰、低硫)与六高(高发热量、高块煤率、高比电阻、高化学活性、高精煤回收率和高机械强度)闻名于世。
汝箕沟矿区 摄影:西部现象
但在产出如此优质煤炭的矿区,却有多个区域烟尘袅袅,熟悉煤层自燃以及当地的朋友都知道,那是汝箕沟煤矿的自燃区域,每年白白烧掉优质太西煤约115万吨,直接经济损失约10亿元。
汝箕沟矿区 摄影:西部现象
汝箕沟矿区的煤层大火究竟有多严重?在汝箕沟矿区不少看起来像是丹霞地貌的小山,看上去层层叠叠,多种颜色穿插,很像千层饼,但矿区的工作人员一定会警告只可远观,不可靠近。
汝箕沟矿区内,一座约130米高的山体过火自燃后仿佛丹霞地貌,记者刘海 摄
因为这是一座已经彻底被烧毁的“煤灰”山,山体疏松,风吹草动都会掉下不少砂石,非常容易引起塌方,因此这些区域不可靠近,以免发生危险。
由于煤层自燃,山体已经塌方
在汝箕沟煤矿,更多的则是正在冒烟的区域,东一处西一处,甚至在大石头区透过石块的缝隙,还能看到地下熊熊的火光,当然这些山就是人类禁区,如果你不想成为烤鱼的话!真像是西游记中的火焰山。
汝箕沟矿区有多少地区有火灾?
汝箕沟矿区主要由汝箕沟煤矿、白芨沟煤矿等5对矿井组成,总生产能力为年产460万吨,矿区总共有25处火区,其中有5处已经熄灭,4处还未完全熄灭,正在快速蔓延发展的有16处。
其中贺兰山自然保护区内的二道岭火区火势正在扩大,与内蒙古阿拉善左旗二道岭火区连成一片。更严重的是有些地区已经明明已经熄灭,但不久后又冒出了烟尘,这表示地下的大火仍然在蔓延。
大峰矿羊齿采区是汝箕沟矿区最大的火区,这里是太西煤的第二层煤,也是最后的煤层,但空气中弥漫着一股难闻的味道,据估计这里的火区已经烧掉了35万吨太西煤。汝箕沟矿区2020年开采的煤炭量约160万吨,但整个矿区每年烧掉的煤炭就有115万吨。
按这个速度蔓延下去,据估计主要再过50年,汝箕沟矿区将再无煤炭可采,当然没有煤炭只是一个问题,另一个则是排放出天文数字般的污染毁损土地。
2020年3月,自治区生态环境监测中心对汝箕沟矿区自燃火区开展大气环境现场监测发现,火区每年排放的颗粒物高达1.29万吨,二氧化硫5324吨。
另一个则是对地面的影响,地下煤矿的自然高温通过地面释放,会导致地面温度上升,土地贫化,植物枯萎死亡,目前火区毁损的土地已达332公顷,在土地上生活的野生动物遭到严重威胁。
为什么不灭火?浇水不行吗?煤矿着火是一个让人费解的问题,因为大部分煤层都位于地下,即使是露天煤层也就是个露头,位于地下的煤层怎么会烧起来的?又为什么会持续燃烧?助燃的氧气是从哪来的?
关于第一个问题应该很难解答了,因为汝箕沟煤矿的火灾最早始于300多年前的清朝,最大的可能是矿工在井下取暖时忘记灭火或者火势蔓延导致,现在汝箕沟矿区正在燃烧的二十几处火灾中,有的是从露天开始烧入地下,有的则是一直在蔓延。
300多年来,汝箕沟烧掉了数不清的煤炭,总损失可能高达上百亿,而具体数字可能很难估量。
地下煤炭层为什么会持续燃烧?
这个问题可能比较难理解,但由于露天煤层以及地下坑道的存在,使得氧气补充通道一直得以存在,而且由于山体内部结构复杂,这些通道可能非常隐蔽。
上图是地下煤层烟尘排放以及氧气补充通道,烟尘排放大家都看得到,但氧气补充通道来源却是多样的。另一种则是露天煤层大火转入地下:
比如闪电或者森林大火引发了煤层火灾,露天的煤层烧完后慢慢烧入了内部,而氧气补充也就从最初的烧透的疏松煤灰层进入。最终可能会将整座山烧得松垮,造成地陷甚至垮塌。
如何扑火?浇水可以吗?
灭火当然是浇水了,而且煤层大火就在地下,往下浇水不就对了吗?如果能有水漫金山的技术,显然是可以的,但煤层大火的区域高高低低,明显不太靠谱,那么怎么办?
如果发生在火灾初期,那么处理其实很简单,一般将着火点挖除火灾隔离即可,但到了中后期事情就比较难办了,因为已经彻底处在地下,其氧气补充通道很难查清,直接注水无济于事!
那么只能调查其空气补充通道,然后针对性的注浆灭火,最有效的方式就是泥浆水,用高压泵将泥浆注入地下,阻断其空气补充通道,剩下的煤层大火就会慢慢熄灭。但由于地下大火通路复杂,灭火成本高企,因此很多煤矿直接就放开任其燃烧,比如澳大利亚温根山附近的那座著名的“火焰山”,还成了一个 旅游 景点。
还有的则因为盗采,或者开挖火区内的煤炭,结果给正在熄灭的煤层再次注入氧气,那么大火可能又会复燃,或者因为其他地质变化原因增加了空气通道,再次形成大火,所以煤层大火扑灭是一个长期的工程。
汝箕沟矿区灭火
太西煤的煤炭质量很高,化学活性也高,还有高瓦斯含量,因此煤层大火烧的不只是煤炭,还有涌出的瓦斯(煤层气)燃烧,因此火区蔓延速度很快。
汝箕沟矿区的燃烧面积很大,分布范围很广,当前采取的是剥离+灌浆的方式,结合每处火点的现状、技术、经济等因素采取针对性的措施,目前白芨沟煤矿井田范围内的9处火区和贺兰山保护区范围内的5处火区须采取注浆灌浆技术灭火。
而在中槽火区、羊齿火区等6处火区因蓄积能量大、漏风供氧充分、煤层倾角大、已出现大面积明火采取的是将浅表火区剥离+灌浆灭火。
其实剥离就是将可以采的部分煤层采出,隔断火源,但这会伴随着另一个结果,增加供氧通道,打着灭火的旗号盗采等,因此对于汝箕沟矿区的灭火计划,需要有一个科学的统筹规划来完成。
是不是可以在火场周围打钻,把煤层中的瓦斯抽出来,用民用烧饭或发电,火即然能燃烧了这么多年,证明煤炭中含有大量的高浓度的瓦斯气体,高浓度瓦斯抽完以后,这个钻孔中的瓦斯含量没有了可以往钻孔内注入高压水,一个方面能使煤层增加含水量,另一方面可以增加别的钻孔瓦斯抽出量,着火的煤场没有了瓦斯注力,大火也就慢慢的能熄灭了。不知道这个办法是不是可行,个人观点,不喜勿喷。
方法肯定有我说一个 弄个挡风设置 把风沙挡住 让沙尘暴的沙子都掉落到煤区 扑灭火
利用地探设备先探明地下着火范围,然后在外围一圈钻孔抽取瓦斯并高压注入水,中间着火点利用百米长臂工程车带上高压水枪逐步往地下灭火。
贺兰山煤层裸露在地面的很多,只要温度达到了一定程度就会发生自燃(在地表下没氧气,地表就相反了),可以用水灭,但面积那么广自燃发生都是随机的。所以彻底控制和治理太难了。
这个燃烧非常好,理由如下:
1、煤炭是地球温度上升、环境恶化的罪恶之首,本来就不能再继续使用了;全世界已经作出共识,在本世纪中叶,实现炭达峰、炭中和的目标,煤炭将将被清洁能源所代替。因此,这些煤炭早日烧掉早好。
2、这些煤炭之所以燃烧,主要不是因为煤炭本身,而是因为煤炭中释放的天然气,这些天然气不断释放,才引起煤炭不断燃烧。这些天然气如果没有烧掉,容易引起环境污染甚至引起空气爆炸。通过燃烧,可以有效解决环境污染问题,保障周围民众的生命安全。
水火不容,一般也全是自来水去救火,这也是很多人见到贺兰山的煤炭一直都在燃烧,便会造成为什么不可以自来水立即消灭的念头。
但是这些年过去,即便 没有人为因素自来水救火,那贺兰山的雨、雪气温也没有避免自燃状况,就证实处理自燃并不是一个简易的救火难题,拥有大量多方面的缘故。
(1)煤炭自燃状况煤炭自燃不可以简易地界定为着火难题,更是一个繁杂的物理学反映全过程,是大自然存有的一种客观性状况。在世界各地全国各地都存有着许多煤矿业煤炭自燃的事例。全球每日都是有不计其数处煤层在汪汪狗燃烧,在其中在加拿大伦敦有一个名叫“火焰山”的地区,专家可能那边的地底煤层早已燃烧了6000年。
并且依据历史时间记述,贺兰山的煤炭一直都在燃烧,也是一个持续了300很多年的自燃状况,是一个历史时间遗留。
(2)那怎么会造成自燃状况呢?从九年级化学大家就学得:燃烧要有三个因素,分别是易燃物、燃烧物和着明火。
①易燃物:煤炭本身就具有可燃烧性,煤层上自身就会有很多的易燃物,煤中最关键的成份是碳,它非常容易在空气中燃烧,转化成二氧化碳。另外在地底煤层中常常还带有很多煤层气,在其中主要是甲烷气体,这种汽体也是非常容易燃烧的化学物质。
②燃烧物:当曝露在空气中有获得了co2来燃烧,即便 在地底,根据过孔、蜿蜒曲折的间隙、松散干躁的土层构造、采掘煤巷都不可以防护co2燃烧。
③着明火:着明火是从哪里来的呢?
一方面是人为失误。
有煤炭的地区就离不了人为因素干涉,有些人说着火缘故大多数是各代小窑采掘时,职工在矿井供暖或路面火未熄而致,尽管没有确立的独特,可是也不可以清除这一要素的。
尤其是到上世纪九十年代,中小型煤窑总数猛增,四处盗采,又欠缺科学研究、标准的管理方法,也造成老火区加重发展趋势,快速扩散,新火区持续造成的局势。
另一方面煤炭自热敏感度要素。
煤炭具备自热敏感度,当煤变成了碎煤,那麼它在超低温的标准下非常容易便会空气氧化,在空气中就非常容易生热。事实上当煤曝露在空气中会空气氧化放热反应,因此 很有可能会造成周边的温度上升,一旦做到了煤的燃点以后,就造成了煤层自燃的状况。所以说着明火是一个多种要素导致的。
(3)自燃的伤害①财产损失
煤炭是自然界赠予大家的资源藏宝,可以造成极大的经济收益。贺兰山每一年因煤炭自燃损害10亿人民币,它是很立即、很严重的经济收益损害;针对本地住户而言没有享有到资源收益也是遗憾,也是对附近的土地资源和动物与植物存活产生了极大的威协。
②资源损害
煤炭资源产生必须过长的时间周期,当采掘之后就遭遇着资源枯竭的问题。一旦燃烧之后,最直接损失便是煤炭烧没有了,大幅度降低了本地的煤炭资源储存量。
一般煤矿和当地的土地是紧紧联系在一起的,伴随着煤炭资源枯竭的是 土地损失。据相关部门统计,贺兰山众多的矿区中,较为出名的汝箕沟矿区煤层自燃火区损毁土地面积约332公顷,而且还在逐年增加,按年平均10米的扩展速度估算,汝箕沟每年损毁土地面积预计达16公顷。
还有一个让人惋惜的难题是不仅煤烧没有了,土壤资源毁坏没了,由于原煤而造成的环境污染排出,还立即伤害到本地野生动植物、绿色植物,这种损害更无法测算的。
③生态环境保护毁坏与环境污染损害
另外煤炭层燃烧还会继续导致本地公路边坡缝隙、坍塌等自然灾害。煤层的自燃还让本地的生态环境保护更为敏感,烧火后的土壤层丧失营养物质且土层松散,加重了土地荒漠化和土壤侵蚀,比较严重危害植物群落修复,假如再次任凭烧下来,那麼将来表层的土地资源也就毫无价值了。丧失土地资源,最后丧失的是美丽的家园。
燃烧排放物:我们都知道,煤炭燃烧会释放大量的颗粒物和二氧化硫,释放大量的有害气体不仅仅是威胁到了当地的环境,更会对当地人的健康产生危害。仅当地汝箕沟矿区煤炭燃烧每年仅排放颗粒物、二氧化硫就达1.29万吨和5324吨,相当于一个中型火电厂排放量的269倍和24倍。由此可见,并不仅仅是经济效益的问题。
(4)处理难度系数大①遍布覆盖面广,慢慢扩大
依据报导,仅贺兰山汝箕沟矿山28平方千米范畴内,遍布着25处火区,每一年还以14米至16米的速率向附近扩散。
而在全部贺兰山,煤炭资源丰富多彩,地形繁杂,也是满地遍布着好几处火区,有用火区,有暗火区;单独遍布又潜在性存有关联性,都是会整治产生了不能评定的难度系数。
②多元性、关联性
煤炭自燃并并不是都能看到的。大白天还不太显著,一到夜里这座山便是一片片的鲜红色。尤其是碰到暴雨气温,用火就好像在溪山雾海中,“即便 有的地区土层上边治理的都十分好啦,可是地下、山里边仍在烧”。
受多种要素交错危害,许多火区现阶段仍处在活动期,向附近扩散的范畴持续增加。与周边很远的火区连成一片。伴随着火情横竖向推动,再再加上燃烧总面积较为大,遍布范畴较为广,因而整治较难,以往整治灭掉的火区也是有很有可能再次燃烧。
③很多年的生态环境问题必须更长的时间和幅度去修复
打火非常容易救火难。300明年的自燃历史时间也变成一个厚重的压力。绿色生态是一个有机化学总体,必须科学研究综合整治,几辈人、数十年导致的毁坏,决不是一朝一夕、一次性资金投入就能改变的。
大家对生态环境治理、生态环境保护的了解,经历了一个循序渐进、由不自觉到主动地变化,伴随着生态环境治理迈向深层次,必定也要处理许多历史时间遗留。
贺兰山绿色生态争夺战造成了十分重视,耗费了近百亿的资产,历经很多年治理,一部分荒山秃岭重又生机盎然,停业整顿了大量的小煤矿业,让往日喧嚣的峡谷沉静出来,逐渐修复了往日的宁静。
但是修补贺兰山繁杂的生态体系是一个长期性的自动化控制,并非一朝一夕之功,尽管人为因素毁坏个人行为在降低,修补个人行为在提升,可是地底煤层自燃的持续扩散,不但释放出来有害物质、毁坏土地资源,还伤害动物与植物。这更是一个必须时间,必须坚持不懈、必须幅度的修复,大家都应以此为戒。
④共性问题必须寻找更合理的解决方案
当今世界许多我国都存有着煤炭自燃状况,现阶段都还没尤其合理的处理方法。即便 做为资本主义国家的英国和澳大利亚也不可以避免,包含密苏里州和科罗拉多州以内的英国21个州都是有有悠久的历史的煤矿业火灾事故,在其中宾夕法尼亚澳大利亚县的森特里亚煤矿业迄今早已烧了59年,本地拿它一点方法也没有。
有的我国选用规模性工程爆破的方法,尝试发生爆炸将地底烧空的地区压塌,进而一举灭掉火灾事故;有的我国也是开展网格化管理、分地区方式部分治理;有的我国也是边燃烧边采掘,和自燃争夺时间和经济效益,这全是没有办法的事。
各个国家也是有相对应的科学研究组织 和生物学家在科学研究这一课题研究,期待可以早日寻找解决困难的计划方案和方式,使我们可以充足享有到自然界的赠予,让效益最大化。
总二言之:大家更应当要做的是思考。资源收益产生的快乐是短暂性的,可是要想修补绿色生态则是痛楚的、长期的,不一定可以具有实际效果的。不管选用哪一种方法,要想完全消灭煤层火灾事故都必须两年乃至更长的时间,而且再次采掘越来越很艰难。
我们在寻找发展趋势的另外,要具有全局观,充足地评定多方危害。我们要维护的不仅是自身的权益,也是地球上全部微生物、自然界的权益。青山绿水才算是绿色发展理念。这也是将来在寻找幸福的生活的另外更为必须高度重视可持续发展观。
(一)瓦斯爆炸
瓦斯突出后,若遇有燃火点则极易发生瓦斯爆炸。瓦斯爆炸是煤矿的一种主要地质灾害。
1.瓦斯的生成与聚集
矿井瓦斯是在矿床或煤炭形成过程中所伴生的天然气体产物的总称,其主要成分是甲烷(CH4),其次为二氧化碳和氮气,有时还含有少量的氢、二氧化硫及其他碳氢化合物。狭义的瓦斯是指煤矿井下普遍存在而且爆炸危险性最大的甲烷(隋鹏程,1998)。
瓦斯的赋存分为游离状态和吸附状态两种。游离状态瓦斯呈自由气体存在于煤层的较大孔隙或孔洞中,吸附状态的瓦斯则在煤颗粒的分子引力作用下以分子形式被吸着在孔隙表面。在一定条件下,这两种状态瓦斯处于动态平衡之中。在采掘过程中,煤体内的瓦斯不断向采掘空间涌出。如果煤层中的吸附瓦斯在地压作用下突然大量地解吸为游离瓦斯,就会发生瓦斯突然喷出。
2.瓦斯爆炸的危害方式
一般认为,在正常压力下,瓦斯的引火温度是650~750℃。不论是明火、电火花、摩擦热生火花,还是火药爆破,均可点燃瓦斯与空气的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯与煤尘联合爆炸不仅出现高温,而且爆炸压力所构成的冲击破坏力也相当大。煤矿瓦斯爆炸产生的瞬间温度可达1850~2650℃,压力可达初始压力的9倍。当发生瓦斯连续爆炸时,会越爆越猛,出现很高的冲击压力。
瓦斯爆炸火焰前沿的传播速度,最大为2500m/s。当火焰前沿通过时,井下人员从皮肤到五官均可烧焦。井下设备由于爆炸的高压作用可深陷到岩石内,爆炸的冲击波还可破坏巷道、引起冒顶垮帮等其他灾害。
爆炸冲击波的传播速度最大可达2000m/s,冲击破坏力极强。在爆炸波正向冲击过程中,由于内部形成真空,压力降低,外部压力相对增大,结果空气返回后又形成反向冲击。这种反向冲击虽然速度较前者为慢,但因氧气的补充可能造成二次或多次瓦斯爆炸,其破坏力往往更大。
3.瓦斯爆炸灾害的预防措施
瓦斯积聚达到引爆浓度是发生瓦斯爆炸事故的物质基础,而引燃瓦斯的火种主要来自于管理不善,技术上的原因占少数。因而可以说,这种频率较大、严重程度极高的煤矿爆炸灾害几乎全部是人为致灾。因此,预防瓦斯爆炸主要应从防止瓦斯积聚和杜绝引爆火种两个方面入手。
(1)防止瓦斯积聚的措施
1)确保矿井通风:矿井通风是防止瓦斯积聚的有效预防措施,“无风不作业”是矿工们代代相传的“座右铭”。所有矿井都应实行机械通风,入风道布置单独回风道,实行分区并联通风。此外,要注意防止漏风,主要进出风巷道要密闭,控制风流的设施要严格按标准施工。
2)及时处理积存的瓦斯:井下易于发生瓦斯积聚的地点有回采工作面上隅角、冒顶顶拱处以及采空区密闭不严的地方等处。对这些地方要及时采取相应的措施,或排,或堵,及时有效地处理瓦斯的积聚。
3)抽放瓦斯:是指将未开采煤层或采空区中的瓦斯用钻孔或专用抽放巷道、管道、真空泵等直接抽吸到地面加以利用,变害为利。这是一项防止瓦斯爆炸的根本性措施,但这项措施往往受到煤层构造、瓦斯蕴藏量、生产强度、通风能力等因素的限制。
4)建立严格的瓦斯检查制度:每一矿井都必须建立瓦斯检查制度,配备专用仪表并安排专业瓦斯检查人员定时检查巷道内的瓦斯含量。对含量超过检限的地方,要及时采取措施加以处理。
(2)杜绝瓦斯爆炸火种的措施
1)严禁明火:严格禁止携带烟草及点火工具下井井下严禁使用灯泡或电炉取暖井下和井口不准从事电焊、气焊和喷灯等焊接工作,如果必须使用,则需采取必要的安全措施。为防止摩擦冲击火花,镐尖、手锤刃上要包上铜。
2)加强防爆电器的管理,防止电火花引燃:瓦斯矿井应选用矿用安全型、防爆型或防火花型电器设备。使用过程中要经常检查维护,使其保持良好的防爆性能。
3)加强火药管理,严格遵守安全爆破制度,放炮前后要检查瓦斯含量,瓦斯超限时不准放炮。
4)严格管理自然发火区,注意防火,加强检查火区内有毒气体及瓦斯浓度。
(二)煤层自燃
煤层自燃是指在自然环境下,有自燃倾向的煤层在适宜的供氧储热条件下氧化发热,当温度超过其着火点时而发生的燃烧现象。一般情况下,煤层自燃首先从煤层露头开始,然后不断向深部发展,形成大面积煤田火区,因此有时也称为煤田自燃。煤层自燃是人类面临的重大地质灾害之一。印度、美国、俄罗斯、印度尼西亚和中国等国家普遍存在煤层自燃现象。
煤层自燃必须具备的3个基本条件是:具有低温氧化特性的煤、充足的空气供氧以维持煤的氧化过程不断进行、在氧化过程中生成的氧化热大量蓄积。
1.影响煤层自燃的因素
1)决定煤层自燃的条件:煤的炭化变质程度越高,其自燃倾向越小。烟煤矿井发生自燃火灾的几率高于褐煤矿井,含有一定水分的煤更易于自燃。从煤岩成分来看,含丝煤愈多,愈易自燃。此外,煤的粒度、孔隙度、瓦斯含量及导热能力也是影响其自燃的重要因素。
2)煤层自燃的地质因素:主要有煤层的厚度、倾角以及地质构造条件,煤层愈厚,愈易发生自燃火灾,这是因为煤层厚、难于全部采出,常遗留大量浮煤残柱,而且厚煤层采区回采时间过长,大大超过煤层的自燃火期。据鹤岗矿区统计,86.6%的自燃火灾发生在5m以上的厚煤层中。煤层倾角对于自燃也有影响,煤层倾斜愈大,自燃危险性愈大。
在断层、褶皱、破碎带、岩浆入侵地区,由于煤层破碎吸氧条件好而更易氧化,因而煤层发生火灾几率较大。
采矿过程中的回采率、回采速度以及通风条件等也对煤层自燃有影响。如大巷开采时切割煤层少、保留矿柱少、回采速度慢、地压易于集中,很容易产生煤层自燃。从通风条件看,漏风大不仅有效风量低,而且向采空区、煤柱区渗漏供氧,促进了煤的自燃。
中国北方煤田自燃大部分发生在煤质好、灰分低、埋藏浅、易于开采的厚煤层地区,且多处于气候干旱、特干旱的中西部地带。新疆已成为世界上煤田自燃灾害最严重的地区。
2.煤层自燃的危害
我国研究人员利用遥感技术发现,自燃在我国北方煤田普遍存在,共有火区56处,主要分布在新彊、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西7个省、自治区,火区燃烧面积累计达720km2。每年直接燃烧损失的煤炭资源达(1000~1360)×104t。据初步统计,全国由煤层自燃造成的煤炭资源损失达1200×104t/a。
新疆的煤田自燃损失最大。据统计,近一二百年以来,新疆已白白烧掉21×108t煤炭。位于乌鲁木齐市西北侧的硫磺沟煤田火区面积达120km2,煤田几十年的自燃已损失煤炭储量4270×104t。造成火灾的主要原因是地壳变动导致煤层祼露而自燃起火,周围一些小煤窑的无序开采也助长了火势。新彊环境监测中心对火区的监测表明,硫磺沟火区燃烧已向大气排放10.8×104t的各种有毒、有害气体,这些气体如果瞬间进入到任何一个城市,都足以使该城市毁灭。此外,它还污染了河流水质,造成水土流失,土壤荒漠化。
宁夏和内蒙古因自燃而烧掉的优质无烟煤每年达230×104t。我国北方煤田自燃每年排放一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮及粉尘约105×104t。
煤田自燃除破坏资源、污染环境外,还危害煤矿的安全生产。由于煤田自燃导致的煤矿井下起火在我国中西部频繁发生。
3.预防煤层自燃的技术措施
1)开采技术措施:①选择合理的开采方法。优先采用石门、岩石大巷的脉外掘进方式,以减少煤层的切割量,便于少留煤柱,易于及时封闭和隔离采空区②坚持先上层后下层、自上而下的开采顺序和由边界向中央的后退式回采方式。选用回采率高、回采速度快、不留煤柱、采空区容易封闭的采煤方法③根据煤的自燃发火期的长短和回采速度来决定采区尺寸,合理布置采区,必须保证在煤体自燃发火期到来之前回采完毕并及时封闭采区④提高回收率,降低煤炭损失减少采区残煤,提高回采程度,适时清扫工作面,及时充填采空区。
2)通风防火措施:①实行机械通风,建立稳定可靠的通风系统,加强通风管理②采用分区通风,避免串联,及时安设调节风流,控制和隔绝火区,缩小火区范围③最大限度地降低风压、减少漏风,及时安设调节风门、密闭墙等通风构筑物,并正确选择安设地点,保证施工质量④加强通风系统的测定和管理,特别注意有自燃危险区域的风量、风压、风向、漏风状况、空气中瓦斯浓度、一氧化碳含量的测定⑤调节风门均压,减少并联网路漏风,即在工作面回风巷道里安装调节风门,降低工作面压差,减少风量。
3)预防性灌浆:对厚度较大的煤层或老采空区过多而极易自燃的煤田,易采用预灌浆的方法进行隔断,防止煤层自燃。随采随灌的方法可防止遗煤自燃,同时可胶结冒落的矸石形成再生顶板,为下部一采层创造了安全防火条件。采后灌浆,则可以填充易自燃的采空区而避免煤层自燃。为降低灌浆材料成本,在保障有效阻隔和一定胶结强度的前提下,可根据具体情况采用粘土浆、粘土泥浆、粘土石灰浆。
4)阻化剂防火:采用阻止氧化剂溶液喷洒在采空区的煤块上,以阻止残煤氧化自燃或向已氧化发热的煤壁打钻孔压注阻化剂,控制煤的自燃。阻化剂可采用无机盐化合物,通常由氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化铵(NH4Cl)、氯化钠(NaCl)或三氯化铝(AlCl3)等溶液制成。
宁夏的贺兰山区是我国著名的煤矿,煤矿的储量高达15亿吨,被国人亲切地称为中国煤库,但是让人遗憾的是这里的煤矿自燃也相当严重,已经燃烧掉了3.4亿吨。
其中有不少是低磷低硫,高发热量的优质煤矿,每年的经济损失高达10亿人民币,这个损失真是让人触目惊心,心疼不已。
尤其是在贺兰山石嘴山市的汝箕沟矿区,煤层的燃烧已经持续300多年,28平方公里的矿区内大大小小共出现了25个明火区,地下着火范围每年以10米以上的速度向周边煤层扩散。用现在的俏皮话说,这真的是在烧钱呢。
那么我们眼睁睁地看着我们的大好煤矿被自然,为什么不采用泼水的方式把这里的明火给熄灭呢?使用浇水的方式将煤炭的自然浇灭,这是一种极端错误而且又不经济的行为。
地下矿井以及岩石的缝隙里有许多有毒气体,比如一氧化碳,硫化氢等等,在这些只能在化学课上听到的。
有毒气体里有不少还是可以燃烧的,而且在贺兰山煤矿里不少煤矿石,都是随着温度的升高,产生一氧化碳等可燃性气体的速度就越快。
地下煤火的温度极高,如果我们用水浇的话,非但不可能浇灭明火,反而会形成大量的水蒸气,而学过化学的我们都知道,碳和水蒸气在高温下会发生反应,从而产生氢气以及一氧化碳。
整个反应的过程会使得气体的体积急剧膨胀,而矿井和煤层缝隙中的空间并不大,而且整个环境相对闭塞。
所以一时来,整个空间内的气压就会变大。而且在明火的条件下,氢气一氧化碳还有他们的好朋友氧气,这三个气体混在一起,会发生剧烈的化学反应,在地下通道内引起爆炸,导致塌方等恶劣事故的发生。
所以由此可见,我们绝对不能用浇水的方式来帮贺兰山的煤矿熄火, 这种方法非但不能制止煤炭自燃,反而是火上浇油。
那么地下煤火该怎么扑灭呢?我们国家的主流做法就是采用重型机械对燃烧区域进行网格化钻孔施工。
在燃烧的煤层和地面之间打开一条通道,然后向煤层中灌入海量的泥浆,这些泥浆可以说是派大用场的,首先我们在这些泥浆上再加上一层黄土,彻底将煤层和空气隔绝。
这些泥浆是流动态的,它能够完美的填充那些煤层之间的缝隙,没有空气这个媒介自然烧不起来。同样他还有一个冷却的作用。
别看这个方案比较简单一点,但是实施起来难度很大,成本也很高,而且地下煤火很容易反弹。
所以如何控制好地下煤火,真的是一道世界级难题,目前并没有太好的解决方案。
随着我们人类社会的飞速发展,我们对地球上资源的消耗量日趋增长,根据相关科学家的估计,地球上每年都要消耗近80亿吨煤炭,不光如此,地球上还有很多东西都在被大量的消耗着,各种金属和矿物材料还有石油也是其中之一,每年有几千万桶石油被用作汽车燃料消耗掉了,地球上每年都有那么多的资源被消耗掉,那地球是不是在逐年的减轻重量呢?
相信很多人都产生了这样的疑问,其实我们的地球重量并没有下降,反而时间的更迭,在不断的增加重量。这是怎么回事儿呢?其实看似煤炭和汽油都被燃烧消耗掉了,但是根据能量守恒定律,能量的形式是可以相互之间转换的,总能量的质量保持不变,石油和煤炭的燃烧都会产生大量的二氧化碳和水。
还会产生硫化物之类的一些物质,这些物质重新回到大自然,有些呢被植物吸收,有些呢被大海溶解,再过上成千上万年,它们也许会重新演变成石油或者其他的资源,这些物质其实并没有消失,我们只是将它转换成了另外一种形态,在形态转换的过程中,释放出来的能量就为我们所利用了。
世界煤炭预测储量为13.6万亿吨,世界探明可采储量为9842.11亿吨。
所以地球的重量并不会因为我们消耗了大量的资源而变重量就变轻,众所周知地球的引力束缚是非常的大的,人类想要离开地球,都不是一件容易的事情, 需要达到11.2米每秒的速度,才能脱离地球的束缚,到宇宙当中,而燃烧后所产生的那些气体和残渣是没有能力自主散溢到宇宙当中。而且地球的总质量还是在不断的增加当中。
每年至少有数十吨小行星宇宙尘埃受地球引力的影响,被吸引来到来到地球,而且根据测算,我们的地球差不多有60万亿亿吨重,我们所消耗掉的这点,包括每年发射出去的那些卫星,和地球自身庞大的质量算起来根本就是九牛一毛,况且煤炭和石油还是只是发生了化学反应,受能量守恒的定律它们的质量并没有消失。
但是,由于许多方面的问题还未得到很好解决,煤矿事故多、伤亡大、职业病严重的状况 尚未得到根本好转,我国煤矿的 百万吨死亡率仍远远高于世界一些发达国家。以1996年为例,美国百万吨死亡率为0�039, 俄罗斯0�7,南非0�23,而我国则高达�4�67�,是美国的120倍,南非的20倍。每年由 于事故和职业病带来的经济损失仍然十分惊人。�
1 煤矿安全和职业健康方面的问题�
1�1 瓦斯煤尘重大、特大事故没有得到有效控制�
瓦斯、煤尘事故是当前煤矿安全生产威胁最大、最突出的一个问题。据全国煤矿1991~20 00年统计,仅一次死亡3人以上瓦斯煤尘爆炸事故就发生2903起,死亡21940人,平均1�3天 发生一次。其中发生10人以上特大瓦斯煤尘爆炸事故532起,死亡10192人,相当于7天发生 一起;其中发生一次死亡50人以上特别重大瓦斯煤尘爆炸事故22起,死亡1850人。�
1�2 煤矿火灾问题十分严重
煤矿火灾主要指煤层自然发火,我国煤矿约50%左右有自然发火倾向,发火期间最短的只有2 0天。据1953~1988年不完全统计,每年平均发火300余次,每年 新冻结煤量达20万t。许多煤田火区一直未得到有效治理,大量的煤炭资源被白白烧掉 ,而且严重污染了环境。宁夏石炭井矿务局大峰矿每年就有100多万吨优质煤烧掉;新疆 小黄山井田火区已损失煤炭储量7000万t左右;而更大范围的是正在开发的神府煤田和未查 明的新疆42个火区等每年煤层自燃损失更是不可估量。�
1�3 煤矿职业病相当惊人�
井下煤炭开采产生的大量粉尘,由于防护措施不落实,严重地损害矿工的身体健康,成为矿 工职业矽肺病的诱发因素,因此引起的人员伤亡远较各类灾害为大。据1996年底统计资料, 全国省属以上国有煤矿尘肺病患者高达17�5万人,占全国尘肺病总人数的40%以上,已累计 死亡53722人,现有患者121278人。根据90年代尘肺病死亡人数分析,每年大约有3000人左 右死于尘肺病。�
1�4 事故和职业病造成的经济损失巨大
煤矿每发生一起事故,都要付出数目可观的抢救费、医疗费、抚恤费、子女养育费等。尤其 是瓦斯煤尘爆炸事故发生还要造成工程设施和设备破坏,直接和间接损失更大。据一些矿务 局的分析资料,每发生事故死亡1人,平均造成的直接和间接损失大约30万元左右;发生一 个尘肺病人一年造成的经济损失(包括治疗费和失去工作能力的损失)近万元。按这个数字标 准,全国煤矿一年由于事故和职业病造成的经济损失高达近40亿元,相当于国有重点煤矿一 年煤炭销售收入的10%左右。�
2 全国煤矿安全生产形势严峻的原因�
2�1 自然灾害严重,先天条件较差
我国煤矿与世界各主要产煤国家比较,不仅地质构造比较复杂,以井工开采为主,而且自然 灾害也较为严重。据1996年国有重点煤矿矿井瓦斯等级鉴定统计,在621处矿井中,高瓦斯 矿井和煤与瓦斯突出矿井298处,占48%;低瓦斯矿井323个,占52%;具有自然发火危险的矿 井363处,占57�62%;具有煤尘爆炸危险矿井555处,占88�1%。随着矿井延深,矿井瓦斯 涌出量增大,突出频繁及自然发火和煤尘爆炸危险性增大的实际,使得全国煤矿实现安全生 产在客观上难度越来越大。�
2�2 总体基础比较落后�
我国煤矿点多面广,多种所有制并存,经济状况多为亏损,装备水平和人员素质参差不齐, 总体 上比较落后。矿井总数在关井压产后仍达33500个左右, 其中国有重点煤矿矿井600多个,地方国有煤矿2000多个,各类乡镇集体煤矿31000个。国有 重点煤矿基础相对好点,机械化程度达75%左右;国有地方煤矿采煤机械化程度只有25%左右 ;而乡镇集体煤矿大多数是非常落后的近乎原始的开采方式,矿工基本是农民,文化素质低 ,流动性大,安全生产基本无保障。�
2�3 安全投入不足,欠帐较多,抗灾能力低下�
煤矿与自然灾害斗争,必须有相应的物质手段保障。如瓦斯灾害的防治,必须从通风、抽放 、监测、科研等诸多方面予以保障。�
为了帮助煤矿防治瓦斯灾害,从1980年开始,原国家经委每年下拨近8000万元的专项技 措资金给煤炭工业部,重点解决“一通三防”问题。1988年成立中国统配煤矿总公司之后 ,这笔专项资金取消,由总公司从所属煤炭企业和维简费中提取0�5元/t煤作为瓦斯治理技 措资金,总额在5000万元左右。1992年,在朱�基、邹家华副总理的亲自关怀下,国家物价 局下文统配计划商品煤多加价1元/t,作为煤矿防治瓦斯煤尘的专项资金。1981~1992 年,原煤炭部和总公司集中这些资金对瓦斯灾害严重的86个煤矿进行了通风系统改造, 新建和改造了82个瓦斯抽放系统,增加了20亿m�3瓦斯抽放量,新建防尘系统180个,装 备了186个全矿井安全监测系统,配备1674台风电瓦斯闭锁装置、76820台便携式瓦斯检测仪 和16950台瓦斯报警矿灯、800台抽放瓦斯钻机与防突钻机,使整个国有重点煤矿防治瓦斯基 础有了 较大改观,瓦斯特大事故有了减少。�
1993年起,随着企业有主权扩大,原煤炭工业部不再集中掌握安全资金,从煤炭企业集中 上收的1�5元安全技措费全部下放给矿务局(其中煤矿维简费0�5元/t煤,统配计划商品煤 加价1元/t)。加之随着向市场经济的进一步过渡,国家对煤矿的政策性亏损逐渐减少,以 及由于总量过剩,煤炭市场疲软,煤价偏低,货款拖欠严重,企业遇到了前所未有的经济困 难,开始出现安全投入严重不足的态势。“九五”规划国有重点煤矿应在“一通三防”方面 投入42亿元,每年8�4亿元,但实际企业每年真正投入只有4亿元左右。“一通 三防”欠帐达20亿元以上。据对国有重点煤矿的摸底调查,目前尚有34处矿井风量不足,需 要 系统地改造;60处高突矿井需要新建或补套瓦斯抽放系统;在15万t以上的高突矿井中,尚 有54处没有装备矿井监控系统。目前矿井现用的各种安全装备多数超期服役,带病运转,需 要更新。当前在防治瓦斯技术上,也有许多不过关的问题,如低透性煤层抽放问题、综放工 作瓦斯和火的防治问题、煤与瓦斯突出预测预报问题、钻机能力低的问题,都需要科研攻关 解决。�
2�4 煤炭工业从计划经济体制向社会主义市场经济体制过渡过程中,出 现许多新情况新问题�
一些单位在趋利思想支配下,当安全与生产、安全与效益发生矛盾的时候,往往容易产生忽 视安全与健康工作倾向;短期行为也表现突出;对现场管理工作、质量标准化工作也有不同 程度放松,这都是煤矿安全生产不利因素。�
3 关于实现煤矿安全生产稳定健康发展的建议�
为了扭转煤矿事故多发、职业病严重的被动状况,使我国煤矿在加入WTO以后具有较强的国 际竞争基础和实力,总结吸取国内外煤矿安全的经验教训,我们认为当前和今后必须切实抓 好以下几个方面工作:�
(1)必须使煤炭行业各级领导真正从思想上高度重视煤矿安全与健康工作,正确处理安全与 生 产、安全与效益、当前与长远关系,始终坚持安全第一、预防为主方针和“管理、装备、培 训并重”的指导思想,从整体素质提高上实现煤矿安全与健康的稳定好转。�
(2)逐步健全完善各项安全与健康工作的保障体系。重点应实现四项保障体系:�
一是建立完善煤炭安全与健康工作的法律、法规保障体系。煤矿安全与健康状况稳定好转, 根本出路必须实行依法办矿、依法管矿、依法监察。不仅应解决好煤矿企业有法可依、有章 可循的问题,也同时解决国家煤矿行政执法监察和行业管理有法可依的问题。国家颁布了《 煤矿安全监察条例》,进而应由人大出台一部类似美国的《煤矿安全与卫生法》。在国家出 台法律法规的基础上也要及时完善行业有关配套规章。�
二是建立完善煤炭行业安全与健康监督监察保障体系。国家已在煤炭行业特殊设立自上而入 分级监察的管理体制,并颁布实施《煤矿安全监察条例》,这无疑是促进煤炭行业实现依法 治矿,认真贯彻执行国家关于煤矿安全卫生的方针、政策、法律、法规和行业规章的一项重 要保障措施。�
三是健全完善行业安全与健康管理保障体系。坚持谁主管、谁受益、谁负责安全的原则,强 化煤矿企业和有关地方政府安全管理工作和责任。企业法人是企业的安全第一责任者。煤炭 行业要做到一方面按照监察条例及相关配套规章要求,使分级监察的管理体制投入正常运行 ;另一方面也要发挥行业管理和企业管理的作用,规范明确行业和企业的管理职能、责任等 。监察是对管理而言的,两者相辅相承。�
四是健全完善行业技术保障服务体系。强化企业安全和健康技术基础工作,是企业安全与健 康实现长治久安的根本措施。企业技术基础的提高,除了企业本身努力外,从行业上应有一 套技术保障服务体系。这个保障体系应包括:
安全、健康科技开始、攻关及技术成果转化服务;
安全、健康装备、仪器的检验、监测;
行业性的包括安全设施、设备、仪器等技术标准及防灾技术措施规范的制订颁发;
各种有关的资格培训、认证管理,包括对国家煤矿安全监察员、煤矿企业经营管理者、矿山 救护指战员、 特种作业人员等的安全技术培训认证管理及各级安培中心、矿山救护基地、各 检验监测中心的资格认证;
规划指导协调矿山救护工作;
组织国内外安全技术、安全管理经验交流和推广工作。�
(3)要为企业争取国家煤矿安全技措专项资金补助政策。鉴于煤矿长期经济亏损、安全投入 不 足、安全欠帐严重的状况,必须从政策上取得国家必要支持。争取一年补助5亿元,以便能 够在“十五”期间基本解决重点煤矿的“一通三防”欠帐问题。�
(4)逐步在煤炭企业推行职业安全卫生管理体系认证制度。推行职业安全卫生管理体系 是加入WTO后国际间企业进行贸易交流的必要条件。我国煤矿应尽早开展这项工作。推 行这一认证工作,不仅在于保障企业有资格加入国际贸易活动,更重要的是通过这一工作, 促进企业提高安全与卫生的管理质量和水平。为此应在煤炭行业内筹建若干个煤矿“职业安 全卫生管理体系”认证中心,以专门推进对企业的认证工作开展。�
(5)加大对地方小煤矿特别是乡镇个体煤矿的整顿工作,统一煤矿安全规程,对不合规程要 求的必须停产整顿,对非法无证影响矿井,必须坚决予以关闭。
来源:中国煤炭工业劳动保护科学技术学会
原作者:李文俊
贺兰山能燃烧的石头
贺兰山地处内蒙古自治区和宁夏回族自治区交界,3556米海拔的敖包疙瘩是贺兰山脉的主峰,也是内蒙古和宁夏范围内的最高峰。应该很多人都知道,就是在这势雄伟似群马奔腾的山势之下,刚好又是强烈的地震带,所以,银川、中卫和中宁的这些地方,都曾发生过7.5级、或更大震级的灾害性地震。
贺兰山的矿产资源十分丰富,大型矿区也有十座,宁夏五宝之一的贺兰石,便是用质地细润莹柔的粘板岩雕刻而成。但要说到贺兰山的煤炭,那还要追溯到公元1272年的西夏旧地,那时刚好从这里经过的马可·波罗,意外在贺兰山北部区域发现了一种能够燃烧的黑涩石头,这便是如今我们说的煤。
不过,当时间来到20世纪50年代初的时候,我国才有专门的勘探队对贺兰山地区进行煤炭资源普查。当时就探明了这里有超过40平方公里的矿区面积,大约有15亿吨左右的煤储量,这里的煤田竟然有九层煤,从贺兰山产出的太西煤(因汝箕沟地处太原以西)质量尤为突出,并通过“三低六高”特性而被成为全球范围内的煤中之王。
自燃超过300年,贺兰山还剩多少煤可以烧?
贺兰山煤层自燃超过300年,主要说的是贺兰山汝箕沟矿区的煤层自燃事件,至于因何而起,目前更多证据指向地面的火没有熄灭,或者当年在有人在井下取暖锁导致。但时间过去这么久,贺兰山自燃的煤层不仅没有熄灭,反而进一步因为上世纪90年代的煤窑开采乱象而情势加剧,具体表现就是:
一边老的火区持续发展,另一边又有新的火区持续产生,要知道“汝箕沟矿区”总共也就28平方公里的样子,但这里存在的火区数量却高达25个,并且,还有5个就在如今的自然保护区内。
到目前为止,这些火区的存在已经对周围三万多平方公里区域产生严重影响,最深的地方已经有280米深,并且,扩散的趋势也很明显,预估每年都会向周边区域蔓延14到16米的样子。
根据之前研究人员在“汝箕沟矿区”探明的煤储量来看,原本这里有太西煤5.8亿吨的样子,但如今该区域只剩下2.7亿吨左右,那些已经消失不见的煤资源中,大约有6700多万吨是因为这些火区消耗掉的,这也是为什么我们会在这里看到一些红褐色的山体,它们并不是正儿八经的丹霞地貌,只不过是曾经的汕头被煤火烧塌了而已。
我们可以算一个大概,以矿区每年因为这些火区自燃掉的煤量来计算,过去的300年至少造成了三千亿元的直接经济损失,因为,大约每年都会烧掉115万吨太西煤,价值约10亿元的样子。研究人员还根据目前的火势预估,可能只需要再过50年时间,汝箕沟矿区原本保有的这些煤都会被消耗殆尽。
能否阻止贺兰山煤炭继续自燃,为什么不用水直接扑灭?
一些对灭火缺乏常识的人会说,水火不相容,既然贺兰山有煤炭自燃的情况,直接用水扑灭不就完了吗?别说是扑灭自燃的煤层,哪怕是日常消防,也并不是水就适用于所有情况的灭火,有时候用水反而还会加剧燃烧,这也是为什么针对不同火源,往往消防栓里装的液体也不尽相同。
同时,也不是没有人来治理火区,至少目前就有5个火区处于基本熄灭的状态。但是,无奈大部分火区的分布位置都刚好在煤层深处,不仅位置是让人难以靠近的高山陡崖,而且燃烧蔓延的程度也更深。而且,这些煤在燃烧的时候,一般都看不到大家想象中烟雾缭绕的样子,呈现出来的主要是不用靠太近就能感受到的热浪。
当地居民表示,白天看这些山体还好,但如果是到了夜晚,那整座山看着就是一大片的红,虽然如今地面治理的比较好了,但是那些地下深处的煤层依然在燃烧。要知道,煤层持续燃烧就会释放出二氧化硫等有害气体,这对于当地的空气质量来说肯定会产生不好的影响,并伴随着土地贫化、危害野生动物和太西煤损耗等问题。
的确有办法可以从一定程度上来解决贺兰山煤层自燃问题,目前主要给出了两个治理方案,从根本上来说都是灭火,但有“注浆灌浆”和“剥离+注浆灌浆”这两种,第一种执行起来倒是没有太多阻碍,但第二种施行起来就有难度了,因为剥离就意味着要继续采煤,但实施过程中如何避免有的人挂着治理的名义盗采盗挖又成了难题。
世界煤炭储量排名如下:
1、美国
美国的煤炭储量位居世界第一,世界上大约25%的煤炭储量都在这个国家。美国拥有2372.95亿吨煤炭,同时也是全球第二大煤炭生产国,有着世界上最大的煤炭矿山——罗切斯特矿山,估计可采储量为23亿吨。
2、俄罗斯
俄罗斯联邦是全球十大煤炭储量最多的国家之一,其煤炭储量为1570.1亿吨(占世界总量的18%)。俄罗斯的煤炭储备主要集中在库兹涅斯克和堪萨斯-阿钦斯克盆地,它是世界第六大煤炭生产国(2012年),俄罗斯主要的煤炭生产商是Rosugol和Donugol,俄罗斯约65%的煤炭生产都用于国内用途。
3、中国
中国是世界上最大的煤炭生产国(约47.5%),是世界上第三大煤炭储量丰富的国家,中国的煤炭储量估计为1145亿吨(约占世界总量的13%)。
4、澳大利亚
澳大利亚位居第四,估计煤炭储量为764亿吨(占世界煤炭储量的8.9%),重要的产煤州是昆士兰、新南威尔士州和维多利亚州。
5、印度
印度是全球十大煤炭储量大国中排名第五的国家,估计煤炭储量为606亿吨(占世界总量的7%)。印度最厚的煤层,可能是世界上第二厚煤层——Jhingurda煤层(140米),印度是世界第三大煤炭生产国,紧随其后的是美国和中国。