說起太西煤,熟悉煤炭的朋友一定非常了解,這是産地位于甯夏回族自治區石嘴山市汝箕溝礦區的精品無煙煤,其三低(低磷、低灰、低硫)與六高(高發熱量、高塊煤率、高比電阻、高化學活性、高精煤回收率和高機械強度)聞名于世。
汝箕溝礦區 攝影:西部現象
但在産出如此優質煤炭的礦區,卻有多個區域煙塵袅袅,熟悉煤層自燃以及當地的朋友都知道,那是汝箕溝煤礦的自燃區域,每年白白燒掉優質太西煤約115萬噸,直接經濟損失約10億元。
汝箕溝礦區 攝影:西部現象
汝箕溝礦區的煤層大火究竟有多嚴重?
在汝箕溝礦區不少看起來像是丹霞地貌的小山,看上去層層疊疊,多種顔色穿插,很像千層餅,但礦區的工作人員一定會警告隻可遠觀,不可靠近。
汝箕溝礦區内,一座約130米高的山體過火自燃後仿佛丹霞地貌,記者劉海 攝
因為這是一座已經徹底被燒毀的“煤灰”山,山體疏松,風吹草動都會掉下不少砂石,非常容易引起塌方,因此這些區域不可靠近,以免發生危險。
由于煤層自燃,山體已經塌方
在汝箕溝煤礦,更多的則是正在冒煙的區域,東一處西一處,甚至在大石頭區透過石塊的縫隙,還能看到地下熊熊的火光,當然這些山就是人類禁區,如果你不想成為烤魚的話!真像是西遊記中的火焰山。
汝箕溝礦區有多少地區有火災?
汝箕溝礦區主要由汝箕溝煤礦、白芨溝煤礦等5對礦井組成,總生産能力為年産460萬噸,礦區總共有25處火區,其中有5處已經熄滅,4處還未完全熄滅,正在快速蔓延發展的有16處。
2020年10月30日,汝箕溝礦區煤田火區分布圖(局部)。記者 劉海攝
其中賀蘭山自然保護區内的二道嶺火區火勢正在擴大,與内蒙古阿拉善左旗二道嶺火區連成一片。更嚴重的是有些地區已經明明已經熄滅,但不久後又冒出了煙塵,這表示地下的大火仍然在蔓延。
大峰礦羊齒采區是汝箕溝礦區最大的火區,這裡是太西煤的第二層煤,也是最後的煤層,但空氣中彌漫着一股難聞的味道,據估計這裡的火區已經燒掉了35萬噸太西煤。汝箕溝礦區2020年開采的煤炭量約160萬噸,但整個礦區每年燒掉的煤炭就有115萬噸。
按這個速度蔓延下去,據估計主要再過50年,汝箕溝礦區将再無煤炭可采,當然沒有煤炭隻是一個問題,另一個則是排放出天文數字般的污染毀損土地。
2020年3月,自治區生态環境監測中心對汝箕溝礦區自燃火區開展大氣環境現場監測發現,火區每年排放的顆粒物高達1.29萬噸,二氧化硫5324噸。
另一個則是對地面的影響,地下煤礦的自然高溫通過地面釋放,會導緻地面溫度上升,土地貧化,植物枯萎死亡,目前火區毀損的土地已達332公頃,在土地上生活的野生動物遭到嚴重威脅。
為什麼不滅火?澆水不行嗎?
煤礦着火是一個讓人費解的問題,因為大部分煤層都位于地下,即使是露天煤層也就是個露頭,位于地下的煤層怎麼會燒起來的?又為什麼會持續燃燒?助燃的氧氣是從哪來的?
關于第一個問題應該很難解答了,因為汝箕溝煤礦的火災最早始于300多年前的清朝,最大的可能是礦工在井下取暖時忘記滅火或者火勢蔓延導緻,現在汝箕溝礦區正在燃燒的二十幾處火災中,有的是從露天開始燒入地下,有的則是一直在蔓延。
300多年來,汝箕溝燒掉了數不清的煤炭,總損失可能高達上百億,而具體數字可能很難估量。
地下煤炭層為什麼會持續燃燒?
這個問題可能比較難理解,但由于露天煤層以及地下坑道的存在,使得氧氣補充通道一直得以存在,而且由于山體内部結構複雜,這些通道可能非常隐蔽。
上圖是地下煤層煙塵排放以及氧氣補充通道,煙塵排放大家都看得到,但氧氣補充通道來源卻是多樣的。另一種則是露天煤層大火轉入地下:
比如閃電或者森林大火引發了煤層火災,露天的煤層燒完後慢慢燒入了内部,而氧氣補充也就從最初的燒透的疏松煤灰層進入。最終可能會将整座山燒得松垮,造成地陷甚至垮塌。
如何撲火?澆水可以嗎?
滅火當然是澆水了,而且煤層大火就在地下,往下澆水不就對了嗎?如果能有水漫金山的技術,顯然是可以的,但煤層大火的區域高高低低,明顯不太靠譜,那麼怎麼辦?
如果發生在火災初期,那麼處理其實很簡單,一般将着火點挖除火災隔離即可,但到了中後期事情就比較難辦了,因為已經徹底處在地下,其氧氣補充通道很難查清,直接注水無濟于事!
那麼隻能調查其空氣補充通道,然後針對性的注漿滅火,最有效的方式就是泥漿水,用高壓泵将泥漿注入地下,阻斷其空氣補充通道,剩下的煤層大火就會慢慢熄滅。但由于地下大火通路複雜,滅火成本高企,因此很多煤礦直接就放開任其燃燒,比如澳大利亞溫根山附近的那座著名的“火焰山”,還成了一個旅遊景點。
還有的則因為盜采,或者開挖火區内的煤炭,結果給正在熄滅的煤層再次注入氧氣,那麼大火可能又會複燃,或者因為其他地質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長期的工程。
汝箕溝礦區滅火
太西煤的煤炭質量很高,化學活性也高,還有高瓦斯含量,因此煤層大火燒的不隻是煤炭,還有湧出的瓦斯(煤層氣)燃燒,因此火區蔓延速度很快。
汝箕溝礦區的燃燒面積很大,分布範圍很廣,當前采取的是剝離+灌漿的方式,結合每處火點的現狀、技術、經濟等因素采取針對性的措施,目前白芨溝煤礦井田範圍内的9處火區和賀蘭山保護區範圍内的5處火區須采取注漿灌漿技術滅火。
而在中槽火區、羊齒火區等6處火區因蓄積能量大、漏風供氧充分、煤層傾角大、已出現大面積明火采取的是将淺表火區剝離+灌漿滅火。
其實剝離就是将可以采的部分煤層采出,隔斷火源,但這會伴随着另一個結果,增加供氧通道,打着滅火的旗号盜采等,因此對于汝箕溝礦區的滅火計劃,需要有一個科學的統籌規劃來完成。
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