「凡人攔不住的火」能熄滅嗎?
這場在內蒙古烏海地下燃燒了近半個世紀的大火,覆蓋了長達4800公裡的區域。當前,一場希望能夠徹底滅火的工程全面展開
本刊記者/王婧(發自內蒙古烏海)
礦區的地上裂開一道道大口,向上緩緩吐出各種不同顏色的煙霧——黃的、青的、白的。空氣中湧動著硫磺味的熱浪,使周圍的一切宛如在水中晃動,整個世界似乎都被放在烤架上。工人們正在用鑽井機往地下鑽孔,然後小心翼翼地把攪拌好的泥漿注入幾十米深的地下。
這裡是內蒙古的烏達礦區的9、10號煤層,已經初步整治過。49年前,這裡發生了煤層自燃,一小團火沿著煤層一路向下燃燒。在深深的地下,地火「比毒蛇更光滑,比幽靈更莫測,它想去哪兒,凡人是攔不住的」。
49年後,能夠統計的數據是,整個烏達煤田的火區總面積達到349.6萬平方米,佔整個煤田面積的10%,1800多萬噸煤被白白燃燒掉,1200多萬噸煤炭資源被破壞,5000多萬噸煤炭資源儲量成為呆滯資源,造成的損失達幾十億。
2010年8月27日,100多臺重型翻鬥車、鏟車來到這裡,鑽機、注漿機開始隆隆運轉,一場希望能夠徹底滅火的工程在此全面展開。此前,這場煤田火災已經燃燒了近半個世紀。
「玩火」的人
9月4日,星期六,荒涼寂靜的烏達礦區。這是滅火工程開工之後的第一個周末。
50歲的賈躍榮帶著兩個工程師,駕車來到了礦區上。他是神華烏海能源有限責任公司滅火工程處的處長,也是滅火工程的總指揮。
烏達礦區是國家統配煤生產基地,位於內蒙古自治區西部的烏海市烏達區,是典型的內陸乾旱沙漠氣候。目前,在這個35平方公裡的礦區內,共分布著16個火區,儘管經過前期治理,這裡已經很難見到明火,但蒸騰著的煙霧依然隨處可見。
從目前看來,徹底滅火的願望暫時無法實現。賈躍榮稱,「此次主要是治理仍存在明火的1號區、以及煙霧比較嚴重的6號區和10號區。」
在6號區的幾個火點附近,臨時工棚已經搭建完畢。此次3個火區,一共派了約200人,吃住都在工地上。
他們的工作就是嚴格按照火區的圖紙,在燃燒著的地火上方往下密集地鑽孔,然後,將和好的黃泥漿從孔中注入,「每20米鑽一個孔,用泥漿或別的材料堵住地下的縫隙,形成一道隔火牆」。與其他滅火技術一樣,地火可以通過隔絕氧氣和降低溫度的方法撲滅。但因為煤層分布的複雜情況,以及地下存在著的裂隙不確定等諸多因素,這項工程顯得複雜而繁瑣。
一名工程師用手摸了摸泥漿,對正在用機器和泥的工人說,「還需要再粘稠點兒,水有點多,好像比例不太對。水多了就會進入咱們的生產煤層,那就要出事故。」
賈躍榮隨手揭開堵在一個鑽孔上的編織袋,冒出一股藍煙。他把手放在洞口,說,「這裡溫度比較高,要注意。」
在工人們密集的鑽孔的中央,有一處大的裂隙,一股白色的煙就從這處裂縫中不停地往外冒。在裂隙周圍,分布著環狀或者片狀的黃色和白色的小包。「黃色的是硫酸,白色的是芒硝,此外黑色的是煤焦油。」
賈躍榮說,這裡曾經是一處火焰的噴出口,巖石被燒得變了形,在重力作用下發生了坍塌,隨後就形成了現在這樣的裂隙,「氧氣的進入就更加方便了。」
裂隙附近,仍有野草,一名工人說,「是明火滅了以後,今年剛長的。」但即便是這些生命力極其頑強的野草,處於裂隙附近的,都已經被烤成了焦黃色,枯萎甚至死亡;更遠一些的,是黃綠色,再遠一些的,是深綠色,也更為密集和高大。
「這已經是經過初步治理過的,所以看不到明火了。以前,這裡是名副其實的"火焰山",可壯觀了!」賈躍榮說。
曾經的「火燒連營」
賈躍榮站在礦山上,這片礦區,他太熟悉了。
他甚至能夠很清楚地指點著礦區的每一處,回憶著80年代這裡的點點滴滴——這裡曾經是豎井高大的井架,井架頂端,巨大的卷揚輪正轉動著,把大罐籠送入深深的井下;一排排軌道電車在井口出入;選煤樓下,一列火車從一長排數不清的煤鬥下緩緩開出……
從他1978年來到這片礦區,他就知道,這裡曾經發生過煤田的自燃。
烏達煤田的煤,含硫量高,又多是淺層煤,在陽光下多曬幾天,就有可能會自燃。「那時大家也只能把地面上的火滅了,即使知道火可能往地下竄了,也沒啥辦法。」
從1978年到1984年,烏達礦區的三個大礦井相繼投產,煤炭年產超過百萬噸。採空區中遺留下來的煤,在低溫條件下氧化自燃,逐漸形成了6個大的火區。「每個有自然發火傾向性的煤層在開採後都發生了自燃情況,而且形成了大面積的煤田火區。」《中國地下煤火研究與治理》一書中,曾如是記載烏達煤田大火。
而1985年到1999年,小煤窯迅速崛起,一下子出現了三四百個小煤窯。而烏達煤礦的開採量逐漸壓縮。對此,一些烏達煤田的礦工頗有怨言:「那些私人小煤窯東挖西挖,浪費現象很嚴重。另外,一些私人小煤窯開採完了以後,井口也不封閉,在地下形成了四通八達的巷道。時間一長,井下的煤就和空氣、雨水接觸燃燒起來,害得我們這些國有大礦也不好再去採煤了。」在這些年中,小煤窯的開採共引發了10個煤田火區。
1993年,煤炭部曾專門來此調研,結論卻是:滅火的速度趕不上著火的速度。
「地火的燃燒需要一定的時間」,賈躍榮說,「等到2001年開始,這裡就真的成為火焰山了,十多個火區幾乎連成一片,從地下燒到地上,到處都是明火。」從1995年到2004年,火區面積從200萬平方米增加到了307萬平方米。
那時,在白天,火區像一條蜿蜒起伏的「火龍」沿著煤層出露帶及其附近分布,到處煙霧繚繞,一片火海。而在夜裡,大地上更是會有一道道幽幽的紅光,這紅光是從地上的無數裂縫中透出的,並散發出強烈的熱力。「在晚上看礦山,你就會覺得地球就是一塊被薄薄的地層包裹著的火炭」。
2004年,有記者在進入礦區時曾如是記錄:「賈躍榮不斷提醒記者,千萬不要靠近那些寬窄不一的裂縫,一旦掉下去,別說搶救,可能連喊救命都來不及。在兩處離地面不足3米的大坑裡,記者看到裡面的煤正燒得通紅,順手摺下山上已被烤死的樹枝扔下去,還沒接觸到明火,樹枝就呼地一下燃了起來。烏達礦區一位工程師用熱紅外測溫儀測量洞口。溫度高達590度。」
據2002年調查,烏達煤田火區總面積3.076平方公裡,佔整個煤田面積的8.8%,其中最大一處火區面積達到了0.66平方公裡。火區的燃燒平均深度35米,最深80米。
驕傲與煩惱
「火焰山」的影響,並不僅僅體現在經濟利益上。
《中國新聞周刊》記者注意到,在火區附近,有一些被遺棄的已經破敗了的土房子。據礦工介紹,這些房子基本上都是因環境汙染而被迫搬遷的居民遺留下來的。畢竟,「誰也忍受不了長期被火烤、被煙燻的滋味」。
烏達煤田煤種屬高硫煤,導致火區向大氣中排放有害氣體。野外局部採樣分析表明:火區附近的一氧化碳超過國家標準51倍,二氧化碳超標7.4倍,二氧化硫超標3.1倍,二氧化氮超標4.1倍;居民點附近的一氧化碳超過國家標準5.3倍,二氧化碳超過國家標準1.5倍,二氧化硫超過1.52倍,二氧化氮超標2.2倍。
此外,自燃產生的有毒氣體和酸雨,使得建築物和工業設施受到酸性腐蝕,縮短了使用壽命。在煤田附近,幾乎所有建築物都鏽成了暗灰色。
烏達礦區的礦工共有五六千人,絕大多數居住在工地附近。《中國新聞周刊》記者從烏達礦區總醫院了解到,「2001年到2003年,上呼吸道病人的感染率在成倍的增長,2001年100多例,2002年200多例,2003年400多例,2004年以後則基本持平。」
而在距離礦區大約20公裡的烏海市區,根據2001年烏海市環境監測站的報告,當時,「全市的二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物超標,空氣品質為Ⅴ級,屬重度汙染。」據業內人士介紹,當空氣品質屬中度汙染時,心臟病和肺病患者症狀明顯;屬重度汙染時,健康人也會出現較強的不適感,年老、體弱者會壽命降低。
但即便如此,這裡的人們對於擁有煤礦的自豪感,似乎遠遠大於他們對汙染的恐懼。因為煤礦業的興盛,這座多年來默默無聞的小城逐漸為外人所認知,雖然沒有毗鄰的鄂爾多斯那樣風光,但24.4億噸的煤炭儲備量也足以讓這座人口總數不到50萬的城市自豪。烏海是內蒙古自治區唯一的沒有自己獨特方言的城市,因為締造這個城市的是煤礦企業和它的數萬創建者。
1958年,包蘭鐵路開通後,早在清朝時期就探明有煤炭的烏海,開始了大規模開採。次年,一家大型國企——烏達礦務局成立。在那個全民總動員「超英」「趕美」的大躍進年代,隨著開採規模的增加,這個小鎮上聚集了越來越多來自天南海北的年輕人。此外,伴隨著煤炭資源開發興建的企業,形成烏海建市前的工業雛形。
1974年海勃灣礦務局正式成立。1976年,兩大礦務局已經有了10萬職工及幾萬家屬,於是,這個頗具規模的企業鎮正式在行政區劃上被「正名」為烏海市,寓意為「烏金之海」,並成為內蒙古自治區的第三個地級市。
這個資源性城市,享受著高耗能產業帶來的「自豪」——「十五」末期當地的財政收入是「九五」末期的3倍多,GDP也增長了兩倍多,人均GDP達到兩萬多元。
但另一方面,正是從2003年起,國家開始對耗能高、汙染重的電石、鐵合金、焦炭清理整頓,整治的重點在晉、陝、蒙、寧四省區交界處,烏海就在其中。
但烏達煤田的地火始終是當地政府的一塊「心病」。一方面是地方政府節能減排的壓力,另一方面是這些煤都是白白燃燒,「純屬浪費」。
由於煤層自燃,烏達礦業公司的煤炭年實際生產能力低於設計生產能力(390萬噸/年)近70萬噸,所造成的損失也逐年加劇,據測算, 1985~1995年年平均為10萬噸,1995~2000年上升至30萬噸,2001年以後,每年損失超過100萬噸。
2010年7月18日出版的美國《外交雜誌》,將內蒙古的這場煤火列為「全球五大仍在繼續的生態災難」之一。《外交雜誌》稱,「中國工業增長70%所需能源依賴於煤炭,但是20世紀60年代發生在內蒙古的地下煤火至今困擾著中國。覆蓋4800公裡長的區域,這場煤火每年估計需要消耗2000萬噸煤炭,超過德國全年產出。無獨有偶,美國賓夕法尼亞州森特勒利亞的地火,與中國的規模差不多,至今依然燃燒著。」
五年攻堅戰
事實上,從2001年開始,地火已經開始大規模地影響礦區的生產。在礦區的主要運輸大巷——201巷,多處出現一氧化碳等有害氣體湧出的異常險情。這條大巷是全礦生產的生命線,一直受到地火的嚴重威脅。
賈躍榮說,「礦業公司也組織了一些滅火隊伍,但是主要側重於井下地面,因為滅火需要的工程量、資金量是非常大的,作為一個企業來講的話,它只能考慮影響生產的這一塊。」
2002年初,烏達礦業公司成立煤田滅火工程指揮部,著手對影響生產的火區進行治理。實施治理的面積大約100萬平方米,採取的滅火方法主要有沙土覆蓋裂縫,堵死供氧通道,向地下火區打鑽孔注泥漿或注高分子複合膠體材料。
賈躍榮曾經對媒體說,「烏達煤田大火已燒了40多年,要一下子把它滅掉是不現實的。」據介紹,烏達礦業公司是神華集團所屬的特困企業之一,資產負債率為78%,「人均年工資不足8500元」。
2002年8月,烏達礦業公司委託內蒙古煤炭科學研究所編寫了《烏達煤田滅火工程初步設計》,「靠我們自己根本沒有能力來滅火,我們這次修改設計就是為了向國家申請資金。當時,滅火工程初步設計概算,滅火資金需要9000多萬元。要徹底滅掉烏達煤田的煤火,這個數還不夠。」
2006年1月6日,國家發改委批准了烏達煤田滅火工程項目,項目總投資為1.626億元,其中國家安排投資6985萬元,神華集團出資9275萬元。施工期為四年,滅火效果監測期為一年。
「現在要求我們提前一年完成計劃。」賈躍榮說。
2006年6月,烏達煤田進行了初步整治,將正在燃燒的能夠剝離的部分全部剝離下來。涉及火區總面積349.6萬平方米,消滅明火點594處,用水24萬噸,烏達煤田淺部火區已基本熄滅;回填採坑177個,回填覆蓋面積達112萬平方米;同時剝離出大量著火煤炭,總計調出1430萬噸。
目前正在實施的是二期深部滅火工程,「技術上已經不存在問題」,賈躍榮說,「無論是探測還是滅火,中國的水平在世界上來說都是領先的,而且近幾年發展很快。」
在美國,阿拉斯加大學地質學家普拉喀什將地火描述為「沒有邊界的全球災難」。因為撲滅這些地下火的難度非常高,「就像打鼴鼠遊戲一樣難以完成。你撲滅了一處地火,300英尺以外的地方隨後又會出現另一處地火。」
中國地火糾結
目前,中國有50多處煤田火區晝夜燃燒,燃燒面積達720平方公裡,每年經濟損失約40億元
本刊記者/劉炎迅
神華集團工程師、李四光地質科學獎獲得者管海晏,今年已經75歲,一直以來,他都在研究中國地下煤火,並且出版了幾部專著,是業界公認的權威。
「這是個值得關注的話題啊,以前關注的太少。現在你們來報導,我很開心。」一見到《中國新聞周刊》記者,管海晏便這麼說。
千年災害
管海晏告訴記者,在中國北方,厚煤層多,氣候乾燥,北緯36度以北帕米爾高原到大興安嶺西坡的範圍內煤田,都有自燃地火在燒。
「1994年那會兒,正在燒的就有56處火區,十幾平方公裡。」管海晏說,大部分燃燒的煤層,屬於侏羅紀時代煤層,這個時代煤層特點是煤變質程度低,屬於煙煤的初期,揮發粉可燃物質多,自燃的燃點也低,所以容易燃燒成大面積的地火。
民政部和教育部聯合設立的減災與應急管理研究所,就設立在北京師範大學資源學院辦公大樓的6層,武建軍副教授在過去的近10年裡,一直從事地下煤火的研究。
「使得地下煤火難以控制的原因,除了自然原因,比如北方的氣候乾燥少雨等,以及地下煤火自身的燃燒規律之外,人為的因素更不能忽視。」武建軍不斷強調說。他告訴記者,最大的危害就是無序管理的小煤礦開掘。
最早記載的新疆地火,是《水經注》中,距今已有1700多年。而在宋朝那會兒,就有很多私開私挖的小煤窯,彼時政府基本不管,當地人四處開挖,往往在一處掘煤數月,突然巷道自燃,便不再過問,丟棄了再去別處開挖,如同遊牧一般。而那些被遺棄的煤礦巷道,就成了絕好的通風管道,導致大量的煤火蔓延。
近年來,小煤窯的管理相對有所加強,但很多時候,小煤窯無論是技術還是意識都達不到國有大礦的標準,即便主動防範,仍然免不了出現煤火難以控制的局面。
管海晏告訴《中國新聞周刊》,除了小煤窯的問題之外,在一些大礦的採空區,也會出現自燃,而燃燒後形成的煙霧,主要含有二氧化碳和二氧化硫。在1米5左右的低空範圍,這些粉塵和有害物質會影響人們的呼吸道系統,因為這個高度正是人呼吸的空氣層範圍。而再往上,到了中空,對流層,二氧化硫的危害就會顯現,形成酸雨,危害很大。再往上到了高空,二氧化碳會影響大氣層的健康。
管海晏認為,中國煤田自燃歷史悠久,按其發火時間可分為史前火、唐清火和現代火。其中史前火發生在地質歷史時期,現在早已熄滅,唐清火則發生於古代和近代。到了現代,隨著中國煤炭工業的迅猛發展,煤火這一自然災害也隨之迅速發展,老火區逐年擴大,新火點不斷產生。中國煤田火區每年向大氣層排放各種有害氣體約為105.69萬噸,佔有害氣體排放總量的10%,導致區域環境質量惡化,加劇全球溫室效應。北京師範大學資源學院教授李京,同時也是國家減災中心總工程師,長期研究地下煤火。他告訴《中國新聞周刊》,早期煤炭價格很低,很多煤礦維持生計都難,再加上有些電廠拖著貨款不給,使得那些煤礦沒有足夠的錢去控制礦井裡的地火,這也是一個歷史原因。他認為,近年來,中國地下煤火的著火點在增多,火區面積在增大,投入還稍顯不夠。
早在1994年,國務院將中國北方煤田火區及其造成的環境問題列入了「中國21世紀議程」。
在全世界範圍,中國、美國、印度等地都有煤火。近日,美國媒體將中國的地火列為「世界5大持續性災難」之一。
而據美國《時代》雜誌2010年7月25日報導,除了南極洲外,每個大洲下面都有數千處地下煤火在燃燒。
在美國賓夕法尼亞州的36處地下煤火中,包括了最聲名狼藉的地下煤火——這處已經燃燒了48年的地火釋放出有毒氣體,令森特勒利亞鎮居民患病,聯邦政府被迫在20世紀八九十年代開始採取強制措施遷移當地居民,如今那裡已經變成了「鬼鎮」。
美國東喬治亞大學的煤田地質學家格侖·斯特拉切爾(Glenn Stracher)教授認為,將中國的地下煤火稱為「全球性災難」毫不誇張:中國每年地下煤火燃燒的二氧化碳排放量相當於美國全年機動車二氧化碳排放量的總和,佔世界每年二氧化碳排放量的3%強,是引起全球氣候變暖不可忽視的原因之一。
合力撲火
武建軍告訴《中國新聞周刊》,目前國內的滅火技術尚無重大突破。8年來,他的研究對象並非滅火技術本身,而是摸清地下煤火的規律,為滅火提供指導。今年5月,他剛剛去德國柏林參加了國際煤火研討大會,各國專家交流得出一個結論:目前的煤火研究,中國和德國之間的研究合作已經處於世界較為領先的水平。
中德之間的合作,是兩國政府的合作,而具體參與者,都是業界的領軍人物,其中也有中國科技部國家遙感中心遙感處處長李加洪。
李加洪和武建軍都告訴《中國新聞周刊》,目前煤火控制比較好的地方,是中國的新疆。早在上世紀80年代,全國有58處火區,新疆就有38處,這還是不完全統計。而當時,神華集團統計了烏海境內的火區,就有18個。內蒙古烏海地區的地下煤火,有著自己的特點:火區連著火區。不過,這些火區一般是獨立燃燒的系統,因為彼此相鄰很近,會有熱傳遞效應,更容易加劇火勢的蔓延,也更容易導致地面的裂縫,從而使得更多的氧氣從裂縫中進入燃燒的煤層,助燃。如此反覆,惡性循環。
火區每年都在控制,每年有增有減,不斷變化。因此,具體的統計非常困難,需要大量的人力和物力。而確定這些數據,又是滅火的基本前提。
在內蒙古、新疆、寧夏這些多煤的北方省區,有很多類似神華集團這樣的國有大礦,他們在往地下開挖時,無論是事中還是事後,都是努力去做好防火滅火措施,這幾乎是煤礦安全生產的一項必須完成的項目。一些不再挖掘的巷道,會立即封閉起來,斷絕氧氣進入。
山西的地下也有地煤火,但相對不那麼引起關注。南方也有多煤的地區,但因為氣候溼潤,地火就相對少了很多。類似的還有東北地區,也是因為氣溫和溼度的原因,避免了很多地火的產生。當然,管理較好也是原因之一。
2000年開始,中國和德國開始合作,尋找控制和撲滅地火的方法。此前,中國已經和荷蘭做了長期的合作研究。武建軍正是從2000年左右,開始參與中德之間這場曠日持久的合作。
武建軍說,很多地方的煤火,藏在很深的地方,地表又是荒無人煙的戈壁,只能藉助遙感技術。要想精確勘測地下火勢和地質構造,則需要地磁技術等複雜手段,這不是一件輕鬆的事情。
2003年到2006年,中德之間的合作第一期正式籤訂。武建軍說,國際上關於煤火的研究,都有強烈的渴望,但又都是小心翼翼,因為這涉及到一個國家煤炭資源的分布等機密。另外,地火燃燒產生的碳排放數據,也因為環保領域的各方勢力的牽制,顯得很敏感和保守。但這兩年,這個局面在改變,各方都變得更加務實,達成的共識是:滅火是第一位。
最初確定的研究範圍有三個,分別是內蒙古的古拉本地區,寧夏的汝騏溝地區,以及內蒙古的烏海地區。
武建軍坦言,原來中國的礦產歸屬不明確,有些屬於地方,有些屬於國家直管的國有礦業公司。「地面上的礦區是有行政區劃的,但地下的大火,一旦燃燒蔓延起來,可不會管這些行政區劃。這樣的局面並不利於滅火的控制,彼此之間的協調考驗各方主事者。特別是資金的籌集,有些地方未必承擔得起。」
但在國家的重視下,這個局面近年來得到好轉。烏達地區3個火區有望今年撲滅,正是國家牽頭、各方合力完成。
武建軍說,早在50年代,周恩來總理就很重視地下煤火的燃燒問題。在他的倡導下,1958年成立了新疆煤田滅火工程處,國家也持續投入,開展火區普查。到1999年,規劃了8個重點火區,27個一般火區。當時的計劃是到2020年前全部撲滅地下煤火,後來又做了微調,改為2015年。武建軍提供的最新的數據顯示,經過十多年的勘測研究,學者指出中國煤層自燃主要分布於北緯35°~45°之間的北方地區。現已查明的煤田火區共56個,分別分布於新疆、甘肅、青海、寧夏、陝西、山西、內蒙古等7個省、自治區,燃燒面積共達720平方公裡,其中新疆地區是中國乃至世界上煤田自燃災害最嚴重的地區。
截至2008年,全國已有3個重點火區和11個一般火區被撲滅。
「但煤火也有可能產生新的火區,也有一些會復燃,很討厭。」武建軍說。
去年11月1日,燃燒了百餘年的新疆硫磺溝煤田火災宣告撲滅,此舉每年可為國家減少176萬噸煤炭資源的損失。但目前,中國仍有50多處煤田火區晝夜燃燒,每年大概吞噬3000萬噸煤炭資源,破壞煤炭資源2億噸;每年經濟損失約40億元;每年向大氣中排放100萬噸有毒氣體。
北京師範大學減災與應急管理研究院教授李京告訴《中國新聞周刊》,「這邊煤層在燒,附近的煤層即便沒有直接燃燒,也會受到影響,品質發生變化,無法開採使用。而大火也會使得附近地質構造變形,不利於地質開採。這樣一來,受損的資源就超過燃燒本身的十倍。」 (來源:中國新聞周刊)