煤炭資源自燃現(xiàn)狀及防治對(duì)策（中）

代璐璐

【摘 ?要】煤層燃燒不但帶來(lái)煤炭資源和水資源損失、森林火災(zāi)，污染環(huán)境、殃及野生動(dòng)物，而且還直接帶來(lái)人員死亡的嚴(yán)重后果。概述了煤田自燃的形成及其危害;闡述了中國(guó)煤田自燃災(zāi)害的嚴(yán)重情況，論述了煤田自燃的監(jiān)測(cè)方法與治理措施。在此基礎(chǔ)上，提出了煤田自燃災(zāi)害的減災(zāi)與防治對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】煤田;自燃;災(zāi)害防治

1.煤炭自然災(zāi)害的形成及其危害

煤炭自然災(zāi)害是指在自然環(huán)境下，未開(kāi)采的煤炭因氧化聚熱沿煤層露頭引發(fā)的燃燒現(xiàn)象。煤層自燃不斷向深部發(fā)展所以形成大面積煤炭火災(zāi)、是人類(lèi)面臨的重大災(zāi)害之一。煤炭自燃不僅在中國(guó)發(fā)生，在印度、美國(guó)、俄羅斯、澳大利亞以及中亞地區(qū)也普遍存在。

煤炭自燃不僅直接燒掉了寶貴的煤炭資源，而且還破壞了煤層的賦存條件、危及煤礦的安全生產(chǎn)、使得大量煤礦資源難以開(kāi)采而間接損失;更為嚴(yán)重的是煤層無(wú)控制的不充分燃燒，釋放出大量有害物質(zhì)，引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境惡效應(yīng);煤田自然，煤層消減，導(dǎo)致地表塌陷，河流改道，地下水位降低，部分土地荒漠化，嚴(yán)重的破壞了國(guó)土資源。這些都惡化著人類(lèi)的生存環(huán)境與條件，影響著地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

在1992年“世界環(huán)發(fā)大會(huì)”之后，煤炭自燃作為一種自然災(zāi)害已成為有關(guān)國(guó)家政府關(guān)注的主要環(huán)境問(wèn)題;1994年我國(guó)政府已將每天自然災(zāi)害的治理列入“中國(guó)21世紀(jì)議程”，使得煤炭自然災(zāi)害的治理工作步入國(guó)家環(huán)境工程行列。

2.中國(guó)煤炭自然災(zāi)害狀況及其危害程度

2.1中國(guó)煤炭自然災(zāi)害的分布

中國(guó)的煤炭自然多分布在干旱少雨的北方地區(qū)。根據(jù)遙感調(diào)查，我國(guó)北方煤炭火區(qū)共有56處，分布在新疆、寧夏、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、陜西、山西等七個(gè)省、區(qū)。（表1）煤田火區(qū)的燃燒面積累計(jì)達(dá)到720km?。目前正在燃燒的火區(qū)面積為17～20km?。新疆地區(qū)煤田火災(zāi)最嚴(yán)重，占整個(gè)北方地區(qū)的65%以上;在新疆區(qū)以淮南煤田最嚴(yán)重的。

2.2中國(guó)煤田自然災(zāi)害的危害程度

2.2.1破壞煤炭資源

北方煤田自然多發(fā)生在煤質(zhì)好，灰分低，埋藏淺和易于開(kāi)發(fā)的厚煤層地區(qū)，地理上處在氣候干旱、特干旱的中西部煤炭資源賦存較集中的地帶。據(jù)調(diào)查煤碳自然已經(jīng)燒失的資源達(dá)到4.2Gt以上，目前每年因自燃直接損失的煤炭資源在10-13.6Gt.我國(guó)能源以煤炭為主，煤田自然災(zāi)害直接影響、威脅著我國(guó)能源戰(zhàn)略向中西部轉(zhuǎn)移的方針。

2.2.2污染大氣環(huán)境

我國(guó)北方煤田自燃每年向大氣層排放大量的有害氣體、粉塵，釋放大量的熱量，造成區(qū)域性大氣污染、可形成大范圍的酸雨，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，惡化地球環(huán)境。據(jù)估算我國(guó)北方地區(qū)的煤田自然，每年向大氣中排放CO2、SO2、NO2及粉塵1.05Mt，釋放熱量30920*1010MJ;另有大量的CO2、H2S排入空氣之中，造成區(qū)域性大氣污染。據(jù)測(cè)定在自燃區(qū)附近低空有害氣體超標(biāo)達(dá)70多倍。

2.2.3破壞生態(tài)環(huán)境

煤田自然過(guò)程中，上方巖石被烘烤燒變，在地表形成一片焦土，寸草不生。燃燒后煤層消減形成大范圍的地裂縫、滑坡、塌陷、沉降坑，并且促成一定規(guī)模的泥石流，土地荒漠化，水資源破壞與污染水環(huán)境，草原與森林火災(zāi)等發(fā)生。所以煤田自燃從根本上破壞了當(dāng)?shù)氐膰?guó)土資源、危害著當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境

2.2.4惡化人類(lèi)生存條件，危害生命健康

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，煤田自然區(qū)域是呼吸道疾病、腸胃疾病、癌癥和生怪胎的高發(fā)區(qū)。煤田自燃所造成的經(jīng)濟(jì)損失每年在200億元以上。

3.煤炭自然災(zāi)害的防治對(duì)策

3.1我國(guó)煤炭自燃的滅火現(xiàn)狀

目前我國(guó)在新疆、寧夏兩區(qū)建立有專(zhuān)門(mén)的煤炭自燃滅火隊(duì)伍，已經(jīng)撲滅4個(gè)煤田火區(qū)。但是由于資金不足，滅火組織機(jī)構(gòu)單一，存在缺乏北方地區(qū)滅火的整體規(guī)劃，以及滅火后易復(fù)燃等問(wèn)題。從1980年2000年，我國(guó)完成北方六大火區(qū)的治理工程，約占北方滅火工程的20%，尚有50處火區(qū)，80%的滅火工程亟待施工。隨著中西部煤炭產(chǎn)量的繼續(xù)提高，煤田火區(qū)正在擴(kuò)大，亟需大幅度增加對(duì)滅火工程的投入，加速治理煤田火區(qū)。

3.2我國(guó)煤炭自然災(zāi)害的防止對(duì)策

鑒于煤田自然火災(zāi)的嚴(yán)重危害，我國(guó)有關(guān)部門(mén)已采取了一定的對(duì)策，國(guó)家財(cái)政每年也投入一定的資金進(jìn)行個(gè)別點(diǎn)的火區(qū)治理。但是由于對(duì)煤田火區(qū)的整體狀況了解不詳，煤田自燃的性質(zhì)認(rèn)識(shí)不足，因而所采取的的措施極為有限，難以從根跟上解決覺(jué)問(wèn)題，為此提出以下對(duì)策

3.2.1統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo) 統(tǒng)一規(guī)劃 統(tǒng)籌滅火

我國(guó)北方煤田自然災(zāi)害分布在七個(gè)省區(qū)，涉及到計(jì)劃，財(cái)政，煤炭，及科技，地址，環(huán)保，醫(yī)療衛(wèi)生及地方政府等諸多部門(mén)和單位，而且煤田滅火以及相應(yīng)的國(guó)土整治、環(huán)境治理工程難度大、危險(xiǎn)性高，為此建議組織統(tǒng)一的協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)各部門(mén)的協(xié)調(diào)與集成，充分調(diào)動(dòng)地方政府的積極性，實(shí)施統(tǒng)籌規(guī)劃分批、分區(qū)進(jìn)行治理。

3.2.2完成北方地區(qū)煤田自燃滅火規(guī)劃

在調(diào)查的基礎(chǔ)上，做出中國(guó)北方煤田自燃火區(qū)滅火和環(huán)境治理的整體規(guī)劃，提出分階段治理的目標(biāo)，作為煤田火區(qū)治理的指導(dǎo)性文件。在我國(guó)北方地區(qū)的56處火區(qū)中，災(zāi)害極其嚴(yán)重的有16處，其余40處災(zāi)害程度中等。建議在2010年以前完成16處災(zāi)情嚴(yán)重地區(qū)的滅火和環(huán)境治理工程，到2020年基本完成我國(guó)北方煤田火區(qū)滅火及治理工程，達(dá)到基本上消除中國(guó)煤田的自然災(zāi)害

3.2.3建立北方煤田火區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

北方煤田火區(qū)正在迅速發(fā)展，老火區(qū)逐年擴(kuò)大，新火點(diǎn)不斷產(chǎn)生。過(guò)去雖做了一些調(diào)查工作，但是火區(qū)整體情況還不清楚，大部分地區(qū)調(diào)查程度還比較低，難以完成一個(gè)科學(xué)的煤田自燃滅火規(guī)劃。為此成立中國(guó)北方煤田自然火區(qū)檢測(cè)中心，利用遙感、地理信息系統(tǒng)等新技術(shù)，對(duì)北方煤田火區(qū)作系統(tǒng)詳細(xì)調(diào)查;同事對(duì)火區(qū)實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)視滅火效果，評(píng)價(jià)滅火工程質(zhì)量。

3.2.4多層次 多渠道籌集資金

關(guān)于煤田自燃火區(qū)調(diào)查，建立火區(qū)檢測(cè)中心，編制火區(qū)治理規(guī)劃等工作的費(fèi)用，應(yīng)由國(guó)家礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)列專(zhuān)項(xiàng)給予解決。對(duì)于一般煤礦區(qū)層自燃或礦山企業(yè)已占有儲(chǔ)量的煤層自燃治理，可以受益企業(yè)為主、國(guó)家和地方財(cái)政補(bǔ)貼的方法予以解決。而對(duì)經(jīng)濟(jì)潛力較大的主要礦區(qū)及未開(kāi)發(fā)的煤炭資源煤田自然治理，應(yīng)對(duì)國(guó)家財(cái)政投資為主，并積極爭(zhēng)取包括亞洲開(kāi)發(fā)銀行、世界銀行貸款在內(nèi)的國(guó)際援助的辦法予以解決。

4.結(jié)論

在預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面，充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備高溫點(diǎn)和煤巖區(qū)域高溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，加上現(xiàn)有的煤礦束管檢測(cè)系統(tǒng)，將二者有機(jī)融合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)礦井自燃全智能預(yù)測(cè)和預(yù)警。

在火災(zāi)治理方面，提高基于電法、磁法、紅外等隱蔽火源探測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)比例和測(cè)量精度，加快阻化劑、發(fā)泡劑、凝膠、堵漏材料等材料領(lǐng)域的創(chuàng)新和研發(fā)，開(kāi)發(fā)滅火用大孔徑鉆機(jī)、大功率礦用溫度控制設(shè)備等，提升礦井火災(zāi)救援裝備的科技水平。

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（作者單位：中國(guó)平煤神馬集團(tuán)十二礦）