中國(guó)地火糾結(jié)

劉炎迅

神華集團(tuán)工程師、李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲得者管海晏,今年已經(jīng)75歲,一直以來(lái),他都在研究中國(guó)地下煤火,并且出版了幾部專著,是業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威。

“這是個(gè)值得關(guān)注的話題啊,以前關(guān)注的太少?，F(xiàn)在你們來(lái)報(bào)道,我很開(kāi)心。”一見(jiàn)到《中國(guó)新聞周刊》記者,管海晏便這么說(shuō)。

千年災(zāi)害

管海晏告訴記者,在中國(guó)北方,厚煤層多,氣候干燥,北緯36度以北帕米爾高原到大興安嶺西坡的范圍內(nèi)煤田,都有自燃地火在燒。

“1994年那會(huì)兒,正在燒的就有56處火區(qū),十幾平方公里?！惫芎ｊ陶f(shuō),大部分燃燒的煤層,屬于侏羅紀(jì)時(shí)代煤層,這個(gè)時(shí)代煤層特點(diǎn)是煤變質(zhì)程度低,屬于煙煤的初期,揮發(fā)粉可燃物質(zhì)多,自燃的燃點(diǎn)也低,所以容易燃燒成大面積的地火。

民政部和教育部聯(lián)合設(shè)立的減災(zāi)與應(yīng)急管理研究所,就設(shè)立在北京師范大學(xué)資源學(xué)院辦公大樓的6層,武建軍副教授在過(guò)去的近10年里,一直從事地下煤火的研究。

“使得地下煤火難以控制的原因,除了自然原因,比如北方的氣候干燥少雨等,以及地下煤火自身的燃燒規(guī)律之外,人為的因素更不能忽視。”武建軍不斷強(qiáng)調(diào)說(shuō)。他告訴記者,最大的危害就是無(wú)序管理的小煤礦開(kāi)掘。

最早記載的新疆地火,是《水經(jīng)注》中,距今已有1700多年。而在宋朝那會(huì)兒,就有很多私開(kāi)私挖的小煤窯,彼時(shí)政府基本不管,當(dāng)?shù)厝怂奶庨_(kāi)挖,往往在一處掘煤數(shù)月,突然巷道自燃,便不再過(guò)問(wèn),丟棄了再去別處開(kāi)挖,如同游牧一般。而那些被遺棄的煤礦巷道,就成了絕好的通風(fēng)管道,導(dǎo)致大量的煤火蔓延。

近年來(lái),小煤窯的管理相對(duì)有所加強(qiáng),但很多時(shí)候,小煤窯無(wú)論是技術(shù)還是意識(shí)都達(dá)不到國(guó)有大礦的標(biāo)準(zhǔn),即便主動(dòng)防范,仍然免不了出現(xiàn)煤火難以控制的局面。

管海晏告訴《中國(guó)新聞周刊》,除了小煤窯的問(wèn)題之外,在一些大礦的采空區(qū),也會(huì)出現(xiàn)自燃,而燃燒后形成的煙霧,主要含有二氧化碳和二氧化硫。在1米5左右的低空范圍,這些粉塵和有害物質(zhì)會(huì)影響人們的呼吸道系統(tǒng),因?yàn)檫@個(gè)高度正是人呼吸的空氣層范圍。而再往上,到了中空,對(duì)流層,二氧化硫的危害就會(huì)顯現(xiàn),形成酸雨,危害很大。再往上到了高空,二氧化碳會(huì)影響大氣層的健康。

管海晏認(rèn)為,中國(guó)煤田自燃?xì)v史悠久,按其發(fā)火時(shí)間可分為史前火、唐清火和現(xiàn)代火。其中史前火發(fā)生在地質(zhì)歷史時(shí)期,現(xiàn)在早已熄滅,唐清火則發(fā)生于古代和近代。到了現(xiàn)代,隨著中國(guó)煤炭工業(yè)的迅猛發(fā)展,煤火這一自然災(zāi)害也隨之迅速發(fā)展,老火區(qū)逐年擴(kuò)大,新火點(diǎn)不斷產(chǎn)生。中國(guó)煤田火區(qū)每年向大氣層排放各種有害氣體約為105.69萬(wàn)噸,占有害氣體排放總量的10%,導(dǎo)致區(qū)域環(huán)境質(zhì)量惡化,加劇全球溫室效應(yīng)。

北京師范大學(xué)資源學(xué)院教授李京,同時(shí)也是國(guó)家減災(zāi)中心總工程師,長(zhǎng)期研究地下煤火。他告訴《中國(guó)新聞周刊》,早期煤炭?jī)r(jià)格很低,很多煤礦維持生計(jì)都難,再加上有些電廠拖著貨款不給,使得那些煤礦沒(méi)有足夠的錢去控制礦井里的地火,這也是一個(gè)歷史原因。他認(rèn)為,近年來(lái),中國(guó)地下煤火的著火點(diǎn)在增多,火區(qū)面積在增大,投入還稍顯不夠。

早在1994年,國(guó)務(wù)院將中國(guó)北方煤田火區(qū)及其造成的環(huán)境問(wèn)題列入了“中國(guó)21世紀(jì)議程”。

在全世界范圍,中國(guó)、美國(guó)、印度等地都有煤火。近日,美國(guó)媒體將中國(guó)的地火列為“世界5大持續(xù)性災(zāi)難”之一。

而據(jù)美國(guó)《時(shí)代》雜志2010年7月25日?qǐng)?bào)道,除了南極洲外,每個(gè)大洲下面都有數(shù)千處地下煤火在燃燒。

在美國(guó)賓夕法尼亞州的36處地下煤火中,包括了最聲名狼藉的地下煤火——這處已經(jīng)燃燒了48年的地火釋放出有毒氣體,令森特勒利亞鎮(zhèn)居民患病,聯(lián)邦政府被迫在20世紀(jì)八九十年代開(kāi)始采取強(qiáng)制措施遷移當(dāng)?shù)鼐用?如今那里已經(jīng)變成了“鬼鎮(zhèn)”。

美國(guó)東喬治亞大學(xué)的煤田地質(zhì)學(xué)家格侖·斯特拉切爾(Glenn Stracher)教授認(rèn)為,將中國(guó)的地下煤火稱為“全球性災(zāi)難”毫不夸張:中國(guó)每年地下煤火燃燒的二氧化碳排放量相當(dāng)于美國(guó)全年機(jī)動(dòng)車二氧化碳排放量的總和,占世界每年二氧化碳排放量的3%強(qiáng),是引起全球氣候變暖不可忽視的原因之一。

合力撲火

武建軍告訴《中國(guó)新聞周刊》,目前國(guó)內(nèi)的滅火技術(shù)尚無(wú)重大突破。8年來(lái),他的研究對(duì)象并非滅火技術(shù)本身,而是摸清地下煤火的規(guī)律,為滅火提供指導(dǎo)。今年5月,他剛剛?cè)サ聡?guó)柏林參加了國(guó)際煤火研討大會(huì),各國(guó)專家交流得出一個(gè)結(jié)論:目前的煤火研究,中國(guó)和德國(guó)之間的研究合作已經(jīng)處于世界較為領(lǐng)先的水平。

中德之間的合作,是兩國(guó)政府的合作,而具體參與者,都是業(yè)界的領(lǐng)軍人物,其中也有中國(guó)科技部國(guó)家遙感中心遙感處處長(zhǎng)李加洪。

李加洪和武建軍都告訴《中國(guó)新聞周刊》,目前煤火控制比較好的地方,是中國(guó)的新疆。早在上世紀(jì)80年代,全國(guó)有58處火區(qū),新疆就有38處,這還是不完全統(tǒng)計(jì)。而當(dāng)時(shí),神華集團(tuán)統(tǒng)計(jì)了烏海境內(nèi)的火區(qū),就有18個(gè)。

內(nèi)蒙古烏海地區(qū)的地下煤火,有著自己的特點(diǎn):火區(qū)連著火區(qū)。不過(guò),這些火區(qū)一般是獨(dú)立燃燒的系統(tǒng),因?yàn)楸舜讼噜徍芙?會(huì)有熱傳遞效應(yīng),更容易加劇火勢(shì)的蔓延,也更容易導(dǎo)致地面的裂縫,從而使得更多的氧氣從裂縫中進(jìn)入燃燒的煤層,助燃。如此反復(fù),惡性循環(huán)。

火區(qū)每年都在控制,每年有增有減,不斷變化。因此,具體的統(tǒng)計(jì)非常困難,需要大量的人力和物力。而確定這些數(shù)據(jù),又是滅火的基本前提。

在內(nèi)蒙古、新疆、寧夏這些多煤的北方省區(qū),有很多類似神華集團(tuán)這樣的國(guó)有大礦,他們?cè)谕叵麻_(kāi)挖時(shí),無(wú)論是事中還是事后,都是努力去做好防火滅火措施,這幾乎是煤礦安全生產(chǎn)的一項(xiàng)必須完成的項(xiàng)目。一些不再挖掘的巷道,會(huì)立即封閉起來(lái),斷絕氧氣進(jìn)入。

山西的地下也有地煤火,但相對(duì)不那么引起關(guān)注。南方也有多煤的地區(qū),但因?yàn)闅夂驖駶?rùn),地火就相對(duì)少了很多。類似的還有東北地區(qū),也是因?yàn)闅鉁睾蜐穸鹊脑?避免了很多地火的產(chǎn)生。當(dāng)然,管理較好也是原因之一。

2000年開(kāi)始,中國(guó)和德國(guó)開(kāi)始合作,尋找控制和撲滅地火的方法。此前,中國(guó)已經(jīng)和荷蘭做了長(zhǎng)期的合作研究。武建軍正是從2000年左右,開(kāi)始參與中德之間這場(chǎng)曠日持久的合作。

武建軍說(shuō),很多地方的煤火,藏在很深的地方,地表又是荒無(wú)人煙的戈壁,只能借助遙感技術(shù)。要想精確勘測(cè)地下火勢(shì)和地質(zhì)構(gòu)造,則需要地磁技術(shù)等復(fù)雜手段,這不是一件輕松的事情。

2003年到2006年,中德之間的合作第一期正式簽訂。武建軍說(shuō),國(guó)際上關(guān)于煤火的研究,都有強(qiáng)烈的渴望,但又都是小心翼翼,因?yàn)檫@涉及到一個(gè)國(guó)家煤炭資源的分布等機(jī)密。另外,地火燃燒產(chǎn)生的碳排放數(shù)據(jù),也因?yàn)榄h(huán)保領(lǐng)域的各方勢(shì)力的牽制,顯得很敏感和保守。但這兩年,這個(gè)局面在改變,各方都變得更加務(wù)實(shí),達(dá)成的共識(shí)是:滅火是第一位。

最初確定的研究范圍有三個(gè),分別是內(nèi)蒙古的古拉本地區(qū),寧夏的汝騏溝地區(qū),以及內(nèi)蒙古的烏海地區(qū)。

武建軍坦言,原來(lái)中國(guó)的礦產(chǎn)歸屬不明確,有些屬于地方,有些屬于國(guó)家直管的國(guó)有礦業(yè)公司?！暗孛嫔系牡V區(qū)是有行政區(qū)劃的,但地下的大火,一旦燃燒蔓延起來(lái),可不會(huì)管這些行政區(qū)劃。這樣的局面并不利于滅火的控制,彼此之間的協(xié)調(diào)考驗(yàn)各方主事者。特別是資金的籌集,有些地方未必承擔(dān)得起?！?/p>

但在國(guó)家的重視下,這個(gè)局面近年來(lái)得到好轉(zhuǎn)。烏達(dá)地區(qū)3個(gè)火區(qū)有望今年撲滅,正是國(guó)家牽頭、各方合力完成。

武建軍說(shuō),早在50年代,周恩來(lái)總理就很重視地下煤火的燃燒問(wèn)題。在他的倡導(dǎo)下,1958年成立了新疆煤田滅火工程處,國(guó)家也持續(xù)投入,開(kāi)展火區(qū)普查。到1999年,規(guī)劃了8個(gè)重點(diǎn)火區(qū),27個(gè)一般火區(qū)。當(dāng)時(shí)的計(jì)劃是到2020年前全部撲滅地下煤火,后來(lái)又做了微調(diào),改為2015年。

武建軍提供的最新的數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)過(guò)十多年的勘測(cè)研究,學(xué)者指出中國(guó)煤層自燃主要分布于北緯35°～45°之間的北方地區(qū)?，F(xiàn)已查明的煤田火區(qū)共56個(gè),分別分布于新疆、甘肅、青海、寧夏、陜西、山西、內(nèi)蒙古等7個(gè)省、自治區(qū),燃燒面積共達(dá)720平方公里,其中新疆地區(qū)是中國(guó)乃至世界上煤田自燃災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)。

截至2008年,全國(guó)已有3個(gè)重點(diǎn)火區(qū)和11個(gè)一般火區(qū)被撲滅。

“但煤火也有可能產(chǎn)生新的火區(qū),也有一些會(huì)復(fù)燃,很討厭。”武建軍說(shuō)。

去年11月1日,燃燒了百余年的新疆硫磺溝煤田火災(zāi)宣告撲滅,此舉每年可為國(guó)家減少176萬(wàn)噸煤炭資源的損失。但目前,中國(guó)仍有50多處煤田火區(qū)晝夜燃燒,每年大概吞噬3000萬(wàn)噸煤炭資源,破壞煤炭資源2億噸;每年經(jīng)濟(jì)損失約40億元;每年向大氣中排放100萬(wàn)噸有毒氣體。

北京師范大學(xué)減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院教授李京告訴《中國(guó)新聞周刊》,“這邊煤層在燒,附近的煤層即便沒(méi)有直接燃燒,也會(huì)受到影響,品質(zhì)發(fā)生變化,無(wú)法開(kāi)采使用。而大火也會(huì)使得附近地質(zhì)構(gòu)造變形,不利于地質(zhì)開(kāi)采。這樣一來(lái),受損的資源就超過(guò)燃燒本身的十倍?！薄?/p>