央视网|中国网络电视台|网站地图
客服设为首页
登录

更多 精彩视频排行

网友评分最高


首播

重播

  北京日报10月20日报道 上月底,一篇名为《内蒙古乌达煤火自燃50年,灭火不成反酿灾难》的报道将地下煤火引入公众视线。中国的地下煤火已经燃烧了上百年,某国外媒体评出的全球五大持续生态灾难,中国煤火赫然上榜。是什么原因引发煤田大面积起火?地火又为什么如此难以熄灭?

  红色的土壤,酥脆的岩石,大地笼罩着白烟,到了晚上可以看到地面飘着红红的小火苗。在中国新疆、内蒙古等北方矿区,常常可以看到这样的景象,这就是地下煤火。燃烧着或曾经燃烧的火区,目前中国有56处,面积约720平方公里,其中正在燃烧的火区面积有17至20平方公里,每年烧掉煤炭资源约1000余万吨。

  熊熊地火,从明清时期开始,有的已燃烧了上百年,浪费了大量宝贵的煤炭资源。煤炭好端端地躺在地下怎么会自燃呢?

  从事煤矿安全研究工作40多年的煤炭专家卢鉴章为记者揭开了谜底。

  地火自燃缘于煤氧相遇

  地火,亦称地下煤火,是指埋藏在地下的煤层燃烧,并逐步蔓延发展形成规模较大的煤田火灾,煤炭专业术语称“煤炭自然发火”。

  煤炭自然发火的机理说法较多,业内比较公认的是“煤氧复合作用学说”。按照这一学说,煤在自然环境中与空气接触,吸附氧气并产生氧化作用,氧化产生的热量使煤炭逐渐升温,当煤层中产生的热量大于散发的热量时,开始聚热增温。煤炭明显升温的特征值,一般认为在60℃至80℃之间。这一阶段煤的热效应明显,并开始出现干馏反应,生成芳香族碳氢化合物和一氧化碳等可燃性气体。

  当温度继续升高,外在、内在水分蒸发,热解作用加速进行,煤开始出现冒烟现象,当升温达到煤自燃临界值时,就开始着火了。这一阶段除温度升高外,还会生成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等气体。

  从“煤氧复合作用”机理可以看出,地下煤火的发生是不是和空气接触有着密切的关系呢?“是的,”卢鉴章肯定了记者的猜测,“地下煤火多发生在煤层的露头位置,也就是接触空气的位置。此外,煤矿井下的采空区,‘煤柱’部分因矿压而形成很多裂隙,空气容易进入,也是煤易自燃的地方。”

  卢鉴章介绍,我国北方地下煤火按发火时间可分为史前火、唐清火和现代火。史前火发生在地质历史时期,它是地质构造运动或古气候等自然因素作用而引起的,常分布于区域性大断裂附近或煤层露头处,现在早已熄灭。

  唐清火发生于古代和近代。据记载,我国从唐朝开始采煤行业,但直至清朝采煤工艺一直发展缓慢,只能开采近地表的煤层,矿井很浅,为煤火发育提供了条件。这段时期,在气候及人为作用下引发了许多煤火,其中一部分已经熄灭,而埋深较浅的近水平煤层,煤火则继续燃烧。

  现代火形成于现代,主要由煤层自燃和人为两方面原因引起。人为原因主要是上世纪50年代末以来乱采乱挖,也有少数埋深较浅的煤层燃烧与开采方法有关,如内蒙古乌达煤田的“长壁式”开采方式,开采范围大,采空区地表塌陷严重,煤层上覆岩层又薄,很容易形成裂隙,令煤矿与地表沟通,成为漏风供氧的主要通道,为采空区自然发火创造了条件。

  开采火煤危险异常

  地火能不能熄灭?答案是肯定的。

  从上世纪80年代开始,我国地下煤火的灭火工作就被提上日程,1992年,我国颁布了世界第一部《煤田火灾灭火规范(试行)》,对地下煤火灭火设计及施工以及熄灭的技术标准等作了具体规定。

  熄灭地火最直接的方法是用水灭火和在地火发生初期挖除火源。水和黄泥混合的泥浆是很好的灭火材料,泥浆可以堵塞通风管路,水传递黄泥到达一定的位置,水分干了,就地堵塞,窒息火灾。新疆治理地火主要采取的就是注水、注浆、挖除火源和沙土覆盖等方法,先后扑灭了哈密大南湖、艾维沟、铁厂沟、奇台北山、阜康白杨河等火区的地火。

  一些地火被成功扑灭,但还有一些仍在燃烧。前段时间,有媒体报道乌达煤田火区多年没有熄灭,原因是承包灭火工作的企业私下开采火煤。对此,卢鉴章认为,开采正在燃烧的煤炭非常危险,绝对不能这么干,但不排除人为开采过火煤层之下煤炭的可能。而地下煤火熄灭之后,如果开采过火层之下的煤层,导致空气进入,是很容易引起上层煤火复燃的。

  预报地火可以实现

  地火可以熄灭,它能不能预警预报呢?答案同样是肯定的。

  如果在煤矿井下看到水蒸气凝聚在煤壁上,形成水珠,俗曰“煤壁出汗”,或者嗅到煤油味、汽油味、松节油味或焦油味,都是煤田自燃的外部征兆。

  但是这些现象出现的时候,往往地下煤火已经开始燃烧。如何在地火发生之前监测到它呢?卢鉴章说,可以通过人工取样,也可以在井下安装束管系统,定期抽取矿区气体样品,进行化验分析。

  煤在自燃过程中会在不同的阶段产生一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等气体,通过对煤炭释放气体分析,可以判断煤炭是否自燃以及自燃的程度,采取预防措施防止大面积地下煤火的发生。

  有了治理措施和监控措施,中国地下煤火正在减少,并将继续减少。迄今为止,仅新疆一地,已经有7个重大火区、8个一般火区地火熄灭,300亿吨煤炭资源得以保护。

   熄灭地火研究新方法

  国外正在研究熄灭地火的新方法,一种是用航空发动机的排气形成没有氧气的惰性气体进入煤层空间,长时间的惰性化有助于防止煤层自燃。这些气体不可燃,不增加氧气供给,可以达到窒息缓燃的效果,但需要长时间运行,还需要随时监控地下的漏气状况。还有一种方法是用抗热型的含氮泡沫,把地下空间迅速填满,固定空气,防止流动,燃烧没有氧气,地火就熄灭了。

视频集>>

热词: