煤炭价格,是今年绕不开的话题,因国家对于环保督查、绿色矿山建设以及安全生产的重点关注,很多不合格的煤矿不得不停业整顿,加之周边主要煤炭出口国的内需增加等主客观因素,进口煤数量较之去年同期减少28.8%,又赶上夏季用电高峰期,火电厂对煤炭的需求量达到高峰,多方因素综合起来,导致煤炭价格一路高歌猛进。
根据国家统计局发布的数据,以涨幅最大的无烟煤为例,5月中旬就已经高达1175元/吨,比上期价格增长了17.5%,而且这个价格只是暂时的,6月份突破1200元/吨大关只是时间问题。
不过,与如此“金贵”的煤炭形成鲜明对比的是,在我国宁夏贺兰山汝箕沟矿区,这片重要的煤炭产区,却因为煤炭自燃每年损失高达115万吨,而且这些损失掉的都是市场上极为紧俏的优质无烟煤,折合人民币每年白白烧掉了10多个亿,更为无奈的是,贺兰山煤矿自燃已经有300年的历史,受自燃影响的矿区储量达到了6700万吨,也就是说,再烧上50年,汝箕沟矿区的储煤就可能燃烧殆尽。
为什么不将矿区的火势扑灭呢?这个问题我们问专家,估计专家比我们还急,能自燃300年还没处理明白,很明显其中有非常多的难点。
贺兰山地处内蒙古与宁夏的交界处,是我国重要的生态保护区,除了丰富的矿产储量,贺兰山的森林资源总面积达27600公顷,其中不乏很多西部独有的珍惜物种和生态系统,所以保护贺兰山的生态完整,关系着我国西部生态屏障的安危。
不过贺兰山矿区自燃问题也是卡在生态保护咽喉的一根刺,一方面国家出重拳整治贺兰山荒山秃岭,关停整改656家严重影响生态的煤炭企业,另一方面,贺兰山矿区自燃每年产生1.29万吨颗粒物和5324吨二氧化硫,严重拖慢了贺兰山生态恢复的进度。
对于煤层的自燃,可以说是煤的一个自带属性,煤在变质过程中,随着碳化程度的不断提升,煤中含有的活化分子含量就会降低,而活化分子是煤产生热量的一个重要因素,煤在活化分子影响下会有一个潜伏期,在这期间活化分子进行着漫长的低温氧化过程,一般在未开发的煤层中,因为空气不流通、氧气含量低,水分平衡等原因,这一过程往往持续很长时间。
但是当煤层煤开采后,煤层中的缝隙加剧了空气的涌入,而且破碎状态会显著降低着火温度,此时煤层表面因为空气流通带走了自身氧化产生的热量,所以煤就进入从煤层的内部开始的自热期,自热期的煤氧化速度加剧,特别是温度到达60~80℃时,很容易达到燃烧的条件。
这时即便是没有明火,破碎的煤层也有非常大的自燃风险,何况是有了明火。贺兰山汝箕沟矿区因为大多是碳化程度非常高的无烟煤,本身自燃条件就很高,但是自历代小煤窑在开采时,工人为了抵抗矿坑下的寒冷在井下燃煤取暖,未及时扑灭的火源成为了煤层燃烧的一大因素。
到了上世纪90年代,乱挖乱采的小煤矿在现代化的机械武装下,坑口多、采空面积加大,进一步加剧了自燃程度,造成了目前老自燃区不灭新自燃区不断的严重情况,汝箕沟矿区大大小小的自燃区多达25处,自燃最深达280米,影响总面积3.3平方公里,很难通过常规的灌浆法灭火。
苏联也曾因为一场难以扑灭的大火而苦恼。
1963年,苏联一处油气田在钻孔的时候,工人无意中钻透了一个深度达到2450米的天然气层,高达300倍大气压强下天然气喷涌而出,不可避免的井喷事故同时意外引燃了这口矿井,高压水枪、向井口注入水泥等常规灭火方法都效果甚微,汹涌喷出了天然气在两年的时间就让苏联损失了高达7500万美元,就在各路专家一筹莫展之际, 核能部在这时候站出来了,提议用核弹来灭火。
原来核能部通常在地下进行核试验,对核武器的爆炸当量以及造成的影响有着大量的数据,通过研究对比以前核试验积累下来的数据,他们认为通过引爆核弹的方法来挤压井道来灭火是可行的。
为了保险起见,核能部做了两次核爆封堵井喷的模拟实验,效果都非常的好,于是他们在井口附近斜着打了两条井道,将隔绝地热的特殊液体灌入其中后,一枚3万吨当量的核弹被放置了1532米深的斜井中。
随着一声闷响,核弹被成功引爆,巨大的爆炸力将周围的岩土层全部陶化,被挤压变形的岩层也把天然气涌出的井道完全封死,在爆炸过后23秒钟时,井口大火因为缺少后续的天然气而熄灭。
比较苏联天然气井道大火和贺兰山汝箕沟矿区自燃,我们可以发现虽然天然气压力非常大,但是条件要简单得多,只有一条井道与外界相连,但是汝箕沟矿区可以说地表以下全是煤,就算用核弹来灭火,到底放哪都成问题,而且由于苏联核弹放置点非常深,避免了大量放射性物质,放到汝箕沟矿区,那浅表煤层可扛不住核弹的威力,所以根本不可行。