新疆煤田大火

魏軍

1949年10月12日，中國(guó)人民解放軍一兵團(tuán)先頭部隊(duì)西出玉門(mén)關(guān)，穿星星峽，拉開(kāi)了進(jìn)軍新疆的序幕。偵察部隊(duì)抵達(dá)哈密后，發(fā)現(xiàn)哈密大南湖一帶夜間燈火通明，以為是國(guó)名黨殘軍的屯兵之處，后經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)是一處煤田在燃燒。這個(gè)消息很快上報(bào)到了中央……從此，共和國(guó)歷史上留下了新疆煤田大火的第一次記錄。

煤田大火遍布世界各地，受煤田大火災(zāi)害影響的主要地區(qū)有中國(guó)、印度、美國(guó)、印度尼西亞和南非等，尤以中國(guó)最為嚴(yán)重。從帕米爾高原到大興安嶺的沙漠干旱帶上，形成了東西長(zhǎng)5000千米、南北寬150～350千米的煤火燃燒帶，累積燃燒面積達(dá)720平方千米。“三北”地區(qū)（東北、華北和西北地區(qū)）正在燃燒的火區(qū)有62處，其中新疆是全國(guó)煤田火災(zāi)的重災(zāi)區(qū)。最近一次煤田火區(qū)普查結(jié)果表明，截至2010年，在我國(guó)，每年因煤田火災(zāi)燒損的煤炭總量近1000萬(wàn)噸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)20多億元人民幣，同時(shí)排放約1800萬(wàn)噸二氧化碳和大量的有毒有害氣體。

煤田大火 由來(lái)已久

新疆煤田火災(zāi)歷史久遠(yuǎn)。從第四系黃土中發(fā)現(xiàn)的燒變巖碎片和冰川堆積物中存在的巨大燒結(jié)巖推斷，一些煤田幾十萬(wàn)年前就已起火燃燒。宋朝官員王延德在出使西域的筆記中寫(xiě)道：“北庭山中出硇砂。山中嘗有煙氣涌起，無(wú)云霧。至夕，光焰若炬，照見(jiàn)禽畜皆赤?！蔽闹兴f(shuō)“硇砂”是煤田大火的特有產(chǎn)物，“北庭”即現(xiàn)今的新疆吉木薩爾縣和奇臺(tái)縣一帶，這里至今仍有煤田火區(qū)。北魏地理學(xué)家酈道元在《水經(jīng)注》中對(duì)新疆煤田大火也有記載：“屈詞二百里有山，夜則火光，晝則但煙?！薄扒~”即龜茲，在今天的新疆庫(kù)車縣至拜城縣一帶。如從《水經(jīng)注》成書(shū)時(shí)算起，新疆煤田大火至今已有1600多年歷史了。

煤田火災(zāi)是如何形成的呢？在我國(guó)，導(dǎo)致煤田火災(zāi)形成的原因主要有以下幾個(gè)方面：

受喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響，深埋在地下的煤層被抬升隆起。大部分煤田分布在天山山脈南北兩麓，煤層多呈急傾斜，露頭多。暴露的煤層與空氣中的氧充分接觸，產(chǎn)生氧化作用，積熱增溫，溫度達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)煤層自燃，蔓延擴(kuò)散后發(fā)展成為煤田火災(zāi)。

歷代小煤窯依靠原始落后的開(kāi)采工具，加之技術(shù)水平和開(kāi)采工藝落后，又無(wú)防滅火措施，極易引發(fā)礦井火災(zāi)，火災(zāi)產(chǎn)生后也無(wú)法處理，最后由點(diǎn)到面，從小到大逐漸發(fā)展為大面積的煤田火災(zāi)。

新疆深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，屬極端干燥的大陸性氣候，晴天多，日照強(qiáng)，在煤田火區(qū)分布的大部分地區(qū)年降水量不足100毫米，個(gè)別火區(qū)年降水量?jī)H20毫米，這對(duì)煤田火區(qū)的產(chǎn)生和擴(kuò)散起到了促進(jìn)和催化作用。

新疆的大部分煤田形成于侏羅紀(jì)，成煤期比較晚，加之地域構(gòu)造的特殊，煤的自燃發(fā)火期較短，最短的僅有23天，這也是易引發(fā)煤田火災(zāi)的一個(gè)重要因素。

煤田大火還在蔓延

家住新疆克爾堿火區(qū)附近的村民玉素莆·杜尕爾早已看慣了火區(qū)叢叢的火苗，但他遇到的一件事還是讓他至今心有余悸：“那天我騎著毛驢放羊回來(lái)，發(fā)現(xiàn)每天都路過(guò)的小路上裂開(kāi)了縫。我就趕著毛驢繞開(kāi)幾十步走，哪知道路面看上去是好的，下面卻已燒空了。驢子踩空陷了進(jìn)去，我糊里糊涂就翻在了旁邊的路上。等我腦子清醒過(guò)來(lái)時(shí)，驢子已經(jīng)不見(jiàn)了?！?/p>

新疆昌吉硫磺溝一帶，濃煙彌漫，散發(fā)著刺鼻的氣味，地表溫度高達(dá)300℃以上，巖石都被烈火烤成了磚紅色，地面塌陷遍布，裂隙縱橫，幾乎沒(méi)有植被覆蓋。磚紅色地表零星分布有淡黃色的針狀硫磺和黑色煤焦油，塌陷區(qū)和裂隙不時(shí)噴出火焰，呼呼作響，有時(shí)可見(jiàn)到數(shù)米高的火焰?；饏^(qū)綿延幾十千米，夜間遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去猶如《西游記》中孫悟空三借芭蕉扇要翻越的“火焰山”。

新疆擁有得天獨(dú)厚的煤炭資源，儲(chǔ)量占到全國(guó)總儲(chǔ)量的約42％，居全國(guó)首位。塔里木和準(zhǔn)噶爾兩大盆地的資源不僅對(duì)新疆的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著舉足輕重的作用，而且對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)重心的西移和21世紀(jì)國(guó)家能源的接替都具有十分重要的戰(zhàn)略意義?？墒?，新疆的煤田火災(zāi)十分嚴(yán)重，上世紀(jì)80年代，新疆42處煤田大火形成了42座火焰山，著火面積達(dá)135平方千米，地火燃燒深度達(dá)290多米，甚至達(dá)到400多米。尤其令人擔(dān)憂的是，煤田火區(qū)至今還在向外蔓延。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，迄今全球煤田火災(zāi)已燒損煤炭資源近50億噸，火區(qū)產(chǎn)生的呆滯煤（即因火區(qū)的烘烤已部分或全部喪失工業(yè)利用價(jià)值的煤）達(dá)3億多噸，而且每年正以2000萬(wàn)～3000萬(wàn)噸的速度發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，資源的稀缺性日見(jiàn)凸顯，煤田火災(zāi)給當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來(lái)的損失是巨大的，給未來(lái)造成的損失更是難以估計(jì)的。

煤田火災(zāi)造成的危害是多方面的，概括起來(lái)主要有：損失寶貴的一次性能源——煤炭；嚴(yán)重污染大氣環(huán)境（煤火燃燒釋放大量有毒有害氣體和粉塵，包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷和硫化氫等，同時(shí)還向大氣中排放熱量）；破壞區(qū)域生態(tài)平衡（火區(qū)上部寸草不生，土質(zhì)疏松，土壤有機(jī)質(zhì)下降，雨雪沖刷后造成水土流失，煤火甚至引發(fā)森林火災(zāi)）；破壞區(qū)域水環(huán)境（煤炭中的金屬和非金屬元素經(jīng)高溫燃燒生成酸堿性化合物，對(duì)地表水和淺層地下水造成污染，改變水質(zhì)，惡化水環(huán)境）。

治理煤火刻不容緩

1958年，國(guó)務(wù)院專門(mén)下?lián)苜Y金40萬(wàn)元，成立了全國(guó)第一支煤田滅火專業(yè)隊(duì)伍，新疆煤田滅火工程處肩負(fù)起治理新疆大面積煤田火災(zāi)的艱巨任務(wù)。

從1958年到1978年，煤田滅火衛(wèi)士?jī)H憑簡(jiǎn)陋的滅火工具和器材，以人拉肩扛的搬運(yùn)方式先后治理了17處新疆煤田火災(zāi)，治理面積達(dá)到160多萬(wàn)平方米，保護(hù)煤炭?jī)?chǔ)量近160億噸，恢復(fù)植被面積180多萬(wàn)平方米。

1981年，國(guó)務(wù)院專家組依據(jù)歷年提交的煤田地質(zhì)勘探報(bào)告和資料，確定了新疆首批治理的五大重點(diǎn)火區(qū)，新疆大面積治理煤田火災(zāi)的序幕由此拉開(kāi)。

從2000年開(kāi)始，按照《新疆煤田滅火規(guī)劃》要求，以硫磺溝火區(qū)為代表的八大重點(diǎn)火區(qū)和27個(gè)一般火區(qū)的治理工作陸續(xù)展開(kāi)。截至2011年底，已治理5處重點(diǎn)火區(qū)和13處一般火區(qū)。剩余的3處重點(diǎn)火區(qū)目前正在治理當(dāng)中，工程將于2015年全面竣工。屆時(shí)新疆八大重點(diǎn)火區(qū)將徹底根治。

半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，新疆煤田滅火工作取得了重大成就，先后在全疆15大煤田36個(gè)縣市區(qū)共治理了31處煤田火災(zāi)，直接解救的煤炭總量近40億噸，保護(hù)的煤炭資源總量308億噸，治理的火區(qū)總面積927萬(wàn)平方米，恢復(fù)植被861多萬(wàn)平方米，累計(jì)減排有毒有害氣體和煙塵3900多萬(wàn)噸，累計(jì)減排溫室氣體二硫化碳達(dá)到3.9億噸。新疆煤田滅火工作所取得的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益舉世矚目。

但是，我們必須看到，新疆煤田滅火任務(wù)仍然十分艱巨，《規(guī)劃》剩余的17處火區(qū)不僅面積不斷擴(kuò)大，由460萬(wàn)平方米發(fā)展到742萬(wàn)平方米，火區(qū)的數(shù)量也在以每年2～3個(gè)的速度增加，近年來(lái)新生22處火區(qū)，燃燒面積以每年34萬(wàn)平方米的速度擴(kuò)張。因此，新疆煤田火區(qū)治理的速度不及火區(qū)規(guī)模擴(kuò)大和新的火區(qū)產(chǎn)生的速度。在燃的42處火區(qū)中部分火區(qū)的燃燒深度、范圍和等級(jí)強(qiáng)度等也發(fā)生了較大的變化。因此，新疆的煤田滅火工作還任重道遠(yuǎn)。

（作者介紹：本文作者系新疆煤田滅火工程局專家）

煤田火災(zāi)勘探和防治技術(shù)

勘探技術(shù)

煤田火區(qū)勘探技術(shù)分為初步勘探和詳細(xì)勘探兩種。初步勘探以地球物理勘探為主；詳細(xì)勘探以地球物理勘探為基礎(chǔ)并佐以鉆探驗(yàn)證。兩種方法的工作程度不同，目的都是對(duì)火區(qū)的分布、面積、發(fā)火原因、燃燒歷史與現(xiàn)狀、地質(zhì)構(gòu)造、煤層、煤種和煤質(zhì)、環(huán)境污染狀況、施工條件等相關(guān)情況進(jìn)行調(diào)查。

目前應(yīng)用較成熟的地球物理勘探方法主要是電法和磁法。電法是通過(guò)儀器探測(cè)在火區(qū)內(nèi)因煤層燃燒導(dǎo)致巖石、煤層等地下構(gòu)造層物質(zhì)的自然電位、電阻率等物理屬性發(fā)生的異常變化，分析判斷火區(qū)的高溫區(qū)、燃燒范圍、深度和趨勢(shì)等。磁法是通過(guò)儀器探測(cè)含鐵磁性物質(zhì)出現(xiàn)熱剩磁和熱退磁等變化，進(jìn)行分析判斷。

防治技術(shù)

主要有物理和化學(xué)兩種方法。

化學(xué)方法指防滅火材料接觸可燃煤后其化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化,并能抑制煤的燃燒，從而達(dá)到滅火目的。常用的化學(xué)方法有高倍數(shù)泡沫滅火劑滅火、阻化劑滅火、干冰(固態(tài)二氧化碳)滅火等。因其應(yīng)用技術(shù)難度大，適用條件極其有限，且成本高，未能推廣。

物理方法指防滅火材料接觸可燃煤后其化學(xué)成分及分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，只是物質(zhì)形態(tài)發(fā)生變化(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)相互轉(zhuǎn)換),通過(guò)隔絕氧氣或置換熱量降低溫度，破壞燃燒要素，達(dá)到滅火目的。因其技術(shù)手段易掌握，應(yīng)用條件不苛刻，且成本低，被廣泛采用。物理滅火方法主要有惰性氣體(氦氣、氬氣、氮?dú)獾?滅火方法、剝離打鉆注漿覆蓋綜合滅火方法、剝離次燃帶(氧化帶、干餾帶和干燥帶)煤層切斷火源滅火方法等。新疆煤田火災(zāi)的防治技術(shù)大部分采用剝離打鉆注漿覆蓋綜合滅火方法，這是新疆煤田滅火工程處的廣大工程技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐總結(jié)摸索出的一種技術(shù)手段易行、滅火成本經(jīng)濟(jì)、滅火效果顯著的有效方法。