上月底,一篇名為《內(nèi)蒙古烏達煤火自燃50年,滅火不成反釀災難》的報道將地下煤火引入公眾視線。中國的地下煤火已經(jīng)燃燒了上百年,某國外媒體評出的全球五大持續(xù)生態(tài)災難,中國煤火赫然上榜。是什么原因引發(fā)煤田大面積起火?地火又為什么如此難以熄滅?
紅色的土壤,酥脆的巖石,大地籠罩著白煙,到了晚上可以看到地面飄著紅紅的小火苗。在中國新疆、內(nèi)蒙古等北方礦區(qū),常常可以看到這樣的景象,這就是地下煤火。燃燒著或曾經(jīng)燃燒的火區(qū),目前中國有56處,面積約720平方公里,其中正在燃燒的火區(qū)面積有17至20平方公里,每年燒掉煤炭資源約1000余萬噸。
熊熊地火,從明清時期開始,有的已燃燒了上百年,浪費了大量寶貴的煤炭資源。煤炭好端端地躺在地下怎么會自燃呢?
從事煤礦安全研究工作40多年的煤炭專家盧鑒章為記者揭開了謎底。
地火自燃緣于煤氧相遇
地火,亦稱地下煤火,是指埋藏在地下的煤層燃燒,并逐步蔓延發(fā)展形成規(guī)模較大的煤田火災,煤炭專業(yè)術語稱“煤炭自然發(fā)火”。
煤炭自然發(fā)火的機理說法較多,業(yè)內(nèi)比較公認的是“煤氧復合作用學說”。按照這一學說,煤在自然環(huán)境中與空氣接觸,吸附氧氣并產(chǎn)生氧化作用,氧化產(chǎn)生的熱量使煤炭逐漸升溫,當煤層中產(chǎn)生的熱量大于散發(fā)的熱量時,開始聚熱增溫。煤炭明顯升溫的特征值,一般認為在60℃至80℃之間。這一階段煤的熱效應明顯,并開始出現(xiàn)干餾反應,生成芳香族碳氫化合物和一氧化碳等可燃性氣體。
當溫度繼續(xù)升高,外在、內(nèi)在水分蒸發(fā),熱解作用加速進行,煤開始出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象,當升溫達到煤自燃臨界值時,就開始著火了。這一階段除溫度升高外,還會生成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等氣體。
從“煤氧復合作用”機理可以看出,地下煤火的發(fā)生是不是和空氣接觸有著密切的關系呢?“是的,”盧鑒章肯定了記者的猜測,“地下煤火多發(fā)生在煤層的露頭位置,也就是接觸空氣的位置。此外,煤礦井下的采空區(qū),‘煤柱’部分因礦壓而形成很多裂隙,空氣容易進入,也是煤易自燃的地方?!?/p>
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