新疆煤田火灾危害及治理工作思路

贾新勇

新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局

新疆煤田火灾危害及治理工作思路

贾新勇

新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局

新疆煤炭资源丰富，预测储量2.19万亿吨，占全国预测煤炭储量的40%以上，居全国首位。同时新疆也是是全国煤田火灾最为严重的省区。煤田火灾损失资源，污染环境，引发社会各界的高度关注。本文主要针对新疆煤田火区产生、发展的原因、现状及危害，提出今后新疆煤田火区治理工作思路。

新疆煤田火灾；现状、危害；治理工作思路

1 、新疆煤田火灾产生、发展的原因

1.1 影响煤火产生和发展的内因

煤的自燃倾向性是决定煤炭自燃及燃烧后发展速度的关键内因。新疆的大部分煤田形成于中下侏罗纪，成煤期比较晚，煤层变质程度低，煤的自燃发火期较短，最短的仅有23天，煤层易于自燃，这是新疆煤田火灾易发多发的重要内因 。

1.2 特殊的地理气候及煤层赋存条件，使得新疆煤田火灾多发且蔓延迅速

由于喜马拉雅造山运动致使天山山脉在不断隆起过程中产生的构造运动，让深埋地下的侏罗纪煤层逐渐抬升出地表，并形成倾斜和急倾斜地层，造成很多暴露在空气中的煤层与氧接触发生氧化作用，积热增温，至温度达到燃点时煤层就形成了自燃，逐步地发展成为煤田火灾。这是早期煤火发火的主要原因。

新疆属典型的大陆性干旱、半干旱气候，特点是昼夜温差大、干燥、光照长、少雨、风大等。新疆的含煤区多处在山区和丘陵地带，地形切割强烈，地表高差大等。以上特点使煤层自燃倾向性增高、燃烧体火风压加大，在一定程度上缩短了煤层的燃烧期，加大了燃烧体的供氧量，从而造成煤火快速蔓延，为新疆的煤田火区的发生和发展起到了很大的推动作用。

1.3 人为扰动

1.3.1 煤矿开采

早期小煤矿开采技术水平和开采工艺落后，防灭火措施不到位，采空区内遗煤引发自燃，形成矿井火灾，最后由点到面，从小到大逐渐发展为大面积的煤田火灾。这种情况一般属于新生火区，特点是发火时间短、燃烧体蓄热较少，治理相对简单。

1.3.2 废弃煤矿及塌陷裂隙疏于封堵

各种原因煤矿被关停或是废弃，如自治区产业结构调整关井压产期间，全疆关闭小煤窑约1500个，小煤窑开采技术落后，回采率低，多沿煤层露头进行采掘，防灭火措施跟不上，部分小煤窑关闭前已存在煤火隐患，加之关闭后，无相关处理及治理措施，随着采空区覆岩塌陷，裂隙与地表沟通，为采空区提供了供氧通道，引发采空区内遗煤自燃，并不断蔓延扩大形成煤田火区。这是目前现有煤田火灾产生的主要原因之一。特点是发现后煤火呈一定规模，燃烧时间较长，火区燃烧体蓄热量大，治理难度相对较大。

1.3.3 私挖滥采

早期无序、不规范开采浅部露头煤炭资源，有些地方甚至将已治理火区覆盖层揭开采挖煤炭资源，使大量煤层裸露，部分地区引发煤层自燃和火区复燃，造成火区数量增加。

1.4 防控不及时

新疆地域面积较大，早期监测监控和火区探测手段落后，新生火区未及时发现并采取防控措施，致使小火区不断扩大蔓延，形成大面积煤田火区。

2. 新疆煤田火区治理工作回顾

党和国家领导人历来高度重视新疆煤田火区治理工作，上世纪五十年代，周恩来总理就新疆煤田火灾做出指示：“要摸清新疆煤田火灾，针对不同情况采取措施”

2.1 新疆煤田火灾治理工作可分为三个阶段：

2.11 第一阶段(1958~1978年)：新疆煤田灭火工作在技术装备落后、资金匮乏的条件下，先后治理了乌鲁木齐西山等11处矿井火灾和小规模的煤田火灾，治理火区面积168万平方米，保护煤炭储量160亿吨，恢复植被面积188万平方米。

2.12 第二阶段(1981~1999年)：1981年，国务院九人专家组来新疆考察调研了煤田火区后，确定了首批治理的五大重点火区，从而拉开了新疆治理大面积煤田火灾的序幕。这一阶段，相继扑灭了乌鲁木齐铁厂沟等5处重点火区，治理火区面积252万平方米，保护煤炭储量100亿吨，恢复植被面积288万平方米。

2.13 第三阶段(2000~2015年)：2000年，《煤田火灾治理规划》开始实施，加快了新疆煤田火灾治理的步伐。这一阶段，先后治理了昌吉硫磺沟等8处重点火区和温宿巴依里等25处一般火区，累计治理火区面积829万平方米，保护煤炭储量53亿吨，恢复植被约930万平方米。

近六十年来，自治区完成治理煤田火区近50 处，直接解救煤炭总量约5.04亿吨，保护煤炭资源约320亿吨，至2015年年底，将累计治理火区面积1249万平方米，恢复植被1406万平方米，累计减排有毒有害气体和烟尘近4000万吨，累计减排温室气体近10亿吨。

3.新疆煤田火区的现状、特点及危害

尽管做了大量的工作，取得了较好的成绩，但由于特殊的地理气候煤层赋存情况及人为因素的影响，新疆煤田火灾的形势依然严重，第四次火区普查结果显示，截止到2015年底新疆还有未治理的煤田火区46处。其中新生火区35处。并呈以下特点：

3.1.分布广

煤田火区在全疆的煤炭基地、重点矿区、一般矿区和资源保护开采区内均有分布，其中：乌鲁木齐市有3处、昌吉地区有18处、伊犁地区有5处、塔城地区有5处、吐鲁番地区有9处、喀什地区有2处、克州地区有1处、哈密地区有2处。

3.2 发展快

3.2.1 现有火区燃烧加速

随着煤火的逐步发展，原有火区近年来发展十分迅速，尤其是部分火区规模成倍增长，已由原来的火点、小火区发展成大规模的火区，原有火区面积以26万平方米/年的速度扩张。

3.2.2 新生火区不断产生

截至2015年底，《规划》外新生火区有35处，以每年2~3个的速度增加。新生火区总面积343万平方米，每年燃烧损失246.36万吨煤炭资源。

3.3 危害大

3.3.1 损失大量煤炭资源

新疆46处未治理的在燃火区总面积达669.3万平方米，每年燃烧煤炭资源442万吨

3.3.2 大气污染

根据煤的不完全燃烧理论和有关资料类比计算，46处未治理的在燃火区每年向大气排放污染物的总量分别为CO：10.3万吨/年、NOx：1.65万吨/年、SO2：4.41万吨/年、烟尘：1.05万吨/年，同时还向大气排放大量热量、有毒有害气体和温室气体1315万吨。

3.3.3 水源污染

火区燃烧产生的酸碱性化合物随着煤层顶底板中基岩裂隙水在山谷口、陡崖、陡坎处以泉水和矿井排水等形式排出地表，或随地下水不断运移，当这些污染物被带入河流后，使河流中碳酸型甜水变成硫化物的苦水和氯化物的咸水， 从而恶化了区域的水环境 。

3.3.4 地表植被的破坏

煤火灾害引发一系列的地面塌陷等地质效应，造成地表水位下降，导致地表干旱，土质疏松，土壤有机质下降，减弱了土壤抗风蚀能力和水蚀的能力，加剧了土地沙化和水土流失程度，地表植被及生物量急剧减少，影响生态平衡。

3.3.5 地质灾害

因煤田火区燃烧 ，破坏了区域岩土环境的稳定性，地表形成大片焦土和烧变岩 ， 同时形成大范围的地面裂缝和塌陷坑 ， 容易引发泥石流和山体滑坡 。

4.新疆煤田火区治理工作的思路

面对新疆煤田火区的新问题、新情况和面临的严峻形势，笔者认为新疆煤田火区必须采取“消除存量、防控增量、综合施策”的治理工作思路。

4.1 解决现有火区存量问题。

4.1.1 统一规划，加快治理

根据火区的燃烧规模、危害程度、治理难度等特点，将查明的未治理的在燃火区划分为重点火区和一般火区，按照轻重缓急、分批分期、重点与一般相结合以及国家、自治区和采矿权人共同出资治理的原则，统一编制《新疆煤田火灾的治理规划(修编)》，落实责任，强化管理，争取用十年的时间，完成新疆现有46处煤田火灾的治理任务。

4.1.2 依托科技进步，降低灭火成本、提高灭火效率，加快推进煤田火区治理进程

加强国内外、区内外灭火技术合作与交流，进一步提高煤田火区勘探、施工、监测监控的技术水平，强化对火区燃烧机理的研究；有针对性开展灭火新方法、新工艺、新材料的研究、使用和推广，使科研成果应用于煤田火区治理工作中，切实提升灭火技术、灭火效率，降低灭火成本，保障灭火效果，通过科技进步，不断加快推进新疆煤田火区治理进程。

4.1.3 不断完善煤火治理的方法

在长期的灭火实践中，新疆煤田灭火工程局系统总结、凝练并不断提升新疆煤田火区勘探和火区治理的理论，并形成了符合新疆实际的集剥离、打钻、注水、注浆、黄土覆盖、植被恢复及生态修复为一体的综合治理方法。这种综合治理的灭火方法在过去几十年中取得了显著成效，成功扑灭了近50处煤田火区，实现了科技引领、高效安全的良好态势。

针对火区松软破碎高温地层，经过长期摸索、现场实践，研发了双动力头跟管钻进技术，解决高温和强破碎岩层的钻进和跟管的难题，为注水、注浆，彻底根治深部火源提供了保障和支撑。

针对新疆火区具体情况，不断探索节水型、节土型的灭火新技术，以适应新疆地区水土资源奇缺的自然条件，积极采用新的注浆工艺(包括凝胶注浆、矿用固化泡沫水泥浆及三相泡沫等)和相应的灭火方法对现有火区进行治理。

先进的理论、工艺、方法，为煤田灭火注入了活力提供了保证，今后还要进一步完善，不断地提升，切实加快新疆煤田灭火进程。同时要在地下煤灭火的综合利用，生物灭火方面开展有益的尝试。

4.1.4 完善保障措施

4.1.4.1 自治区和火区所在地各级人民政府要加强对《灭火规划》实施的组织领导，建立工作机构， 统筹推进新疆煤田灭火工作。明确责任分工，落实各项政策，确保责任区内火区治理任务按期完成。

4.1.4.2 加强人才的培养和引进，引导火区治理单位开展多层次、全方位的职工安全、技术培训和教育，全面提高灭火队伍素质。

4.1.4.3 建立质量标准管理体系。通过建立煤田火区治理质量标准管理体系，采用制度化和标准化的管理措施，使各灭火工艺间衔接有序、全程可控，发挥各要素最大功效，以此来加强灭火工程质量管理，确保灭火效果。

4.2 切实防控增量

从第四次煤田火区普查结果看，新生火区和易发煤火风险区域逐年增加，为彻底解决新疆煤火问题，必须在加快治理的同时全面做好煤火监测与防控，及时发现和防控新生火区，切实从根源上解决新疆煤火易发多发的局面。

4.2.1 加强火区监测监控，通过防治并举，实现煤田火区早预防、早治理、早保护的新局面

依托先进的卫星红外、可见光分析技术，结合地面无线温度及气体传感等手段建立起空天地一体化的全疆煤田火区动态监测监控与预警系统，对全区在燃火区、已治理火区和易发煤火风险区域进行动态监测、管理和定期维护，通过宏观和局部监控，将实时监测数据进行统计、分析，在第一时间发出预警，及早启动防治预案，阻止火区规模的快速扩大，将煤火消灭在萌芽状态，用最小代价扑灭新生火区，形成新疆煤田灭火早预防、早发现、早治理的新局面。

4.2.2 建立健全法律法规，以法治手段有效解决解决新疆煤火治理、监控、监管等问题

研究出台具有法律约束力的《新疆煤田火区管理办法》，进一步完善火区管理机制，界定煤田火灾治理过程中的职责与分工，规范火区勘查、设计、施工、验收程序，明确煤田火区治理和灭火成果保护的主体和其行为的法律依据，依法加强煤田火区管理。在实施资源合理开发和火灾治理的同时，坚决打击并遏制以各种理由进行的非法开采行为。加强去产能和淘汰落后产能拟关闭或已关闭煤矿的监管，严格相关标准，确保矿井关严关实，防止煤层自燃引发煤田火区。对管理不善引发新的煤田火灾的部门、单位和相关人员，依法追究责任。

结束语

煤田火灾不仅是一个资源问题，更是一个煤矿安全生产和生态环境安全问题，它涉及到新疆能源、经济和环境安全的可持续发展，日益受到国家和社会高度的重视。我们要按照“消除存量、防控增量、综合施策”的工作思路，提高认识，落实责任，加快新疆煤田火区的治理，加强火区的监管和防控，彻底解决新疆煤田火灾问题，为保护煤炭资源、保护新疆脆弱的生态环境做出努力。

[1]张学庆，张渝，于明达，李小飞，王田，胡社荣. 新疆煤田火区的危害与治理挑战[J]. 中国矿业，2014，S2：93-95.

[2]张勇. 新疆煤田火灾及其治理技术[J]. 中国西部科技，2011，04：1-2.