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煤层自燃的三个条件

来源:baiyundou.net   日期:2024-07-10

现实版的火焰山

《西游记》里,唐僧师徒曾路过火焰山,那里又干又热,待的人相当难受。

现实中,这个火焰山位于新疆吐鲁番,它虽然热,但并不像神话传说中那样,是山下有火在烧,而是它的山体呈赤褐色,加上夏季温度高,地面能烫熟鸡蛋,才让这山有了火焰山的称呼。

影视剧中的火焰山在现实中位于新疆吐鲁番

而我国真正的“火焰山”在宁夏贺兰山脉,这里的山中是真的一直有火在燃烧,并且从清朝时期就开始燃烧,至今已经烧了300多年了。

据估计,其燃烧造成的经济损失大概是每年10亿元

当地政府多年来想过无数种方法试图扑灭这熊熊大火,可是扑灭了它又燃起来了

贺兰山煤层燃烧了很多年了

贺兰山脉共有25个火区,里面燃烧的物质,是黑色黄金——煤炭。冬天用煤炭烤火,只需要小小的一盆便能让人浑身都感到暖和,想象一下,这么大面积的煤矿燃烧起来温度能有多高

贺兰山的煤矿被烧

贺兰山有丰富的煤矿资源,因为这里是强烈的地震带。地震虽然是破坏力很大的灾难,但它同时也能带来各种矿物质,除了煤,还有石油、天然气、金矿等。

贺兰山山脉拥有丰富的自然资源

贺兰山的地层相对来说非常齐全,从古生代到第四纪的都有保存。第四纪的沉积物很多,因此才形成了大量的煤。

贺兰山的北段煤炭资源尤其丰富,当地还特意建立了煤炭基地。其中,汝箕沟矿区面积有大约28平方公里,盛产优质的“太西”无烟煤。

这种煤已探明的储量约有5.8亿吨,数量看起来相当喜人,但现在还剩下2亿多吨。

贺兰山北段煤炭资源丰富,研究人员进行了多番采样

贺兰山的煤矿从上个世纪50年代起,就出现大规模的滥挖滥采,剩这么点煤,是各家矿业公司开采过快多的问题吗?

这是一个原因,但还有更严重的情况,就是前面说的火焰山燃烧问题

由于曾经采矿过度,且相关部门早年疏于管理,导致汝箕沟矿区到处都是中小型煤窑,老的煤窑还没怎么挖,新的矿井又打下去了。这么一来,就造成了贺兰山现在有了25个火区。

贺兰山汝箕沟矿区有25个着火点

而且在这25个火区中,还有5个位于贺兰山自然保护区内,对当地的生态环境造成了巨大的损伤。

有数据显示,汝箕沟矿区煤层的燃烧,每年能排放近13000万吨的有害颗粒物和5300多吨的二氧化硫,这些物质都是造成温室效应的罪魁祸首。

我国近年来在积极发展清洁能源,并逐渐关闭火电厂,汝箕沟矿区的燃烧排放,能抵几十上百个中型火电厂,这让人感觉,为了环保关闭火电厂的努力都白做了。

汝箕沟矿区的煤层燃烧面积很广,2021年统计的时候就已经超过了3.3平方公里,并且以每年14到16米的速度往四周扩散

汝箕沟矿区的煤层燃烧面积很广,且还在往外扩散

如果这是浅表层的煤炭燃烧,也许在灭火上不会费太大的劲,但问题的关键就是,煤炭燃烧的深度达到近300米,很难灭到深煤层的火

火持续不停的燃烧不仅让矿区的煤炭资源损失了6700多万吨,还把好多山体也烧毁了。它们要么直接坍塌,要么整个山体通红,几乎就像西游记中描述的火焰山那样

火区地面被烧的寸草不生,人走在附近能明显感受到地面热浪滚滚。但是由于无烟煤燃烧时烟不太明显,白天天气好的时候看不出燃烧的情况,但是到晚上来看,煤层的燃烧红红的,一片接一片,当地群众笑称,就像鬼火一样

这一片的燃烧现象很广泛,在夜晚尤为明显

加上从前的滥采挖出的沟壑坑洞,远远望去,汝箕沟矿区就像地狱一般恐怖。

有研究人员估计,照这么个烧法,每年烧掉115万吨太西煤,要是火无法扑灭,珍贵的太西煤大概再过50年就全部烧完了。到时候,可能汝箕沟矿区也不值钱了。

关于燃烧的原因,目前没有确切的论断,主流的意见还是煤炭的自燃问题

不同煤燃烧,产生的一氧化碳的速率也在提升

煤炭自燃现象

煤自燃的现象几百万年前就有,从化学角度来讲,是因为煤在空气中氧化导致的。当煤暴露在空气中,氧分子附着在煤的表面,产生吸附热效应,让煤的温度慢慢上升。

接着,氧分子再发生深度的氧化分解反应,生出小分子气体并继续释放热量,热量囤积在煤的内部,当达到临界点时,煤就出现了自燃现象。

在高温条件下,碳跟水蒸气时会发生反应的

煤自燃的因素有内因和外因,内因可能是煤自身变质,或者它的硫含量、瓦斯含量过高。此外,水分也对煤自燃有影响。煤暴露在空气中后会吸收水分,这个吸收的过程就会让煤的温度升高,从而产生自燃。

外因就是煤层所处的地质情况厚的煤层更容易自燃

比如黑龙江鹤岗的煤矿区86%的煤炭自燃,都是发生在超过5米深的厚煤层中。汝箕沟矿区都烧到快300米了,可想而知下面的自燃情况有多严重。

采煤的方法不恰当,也会引起煤炭自燃。矿井打的过多,废弃的没有进行合理回填,空气进入矿道,相当于在给下面燃烧的煤提供养分。另外,矿井的空气湿度、通风问题等等,都是煤炭自燃的外因。

煤燃烧的原因可能跟外界空气有关

在开采煤矿时,煤自燃一直是矿井火灾管理的着重点。因为物体自燃可能引起爆炸,并让火灾事故升级,既危害了环境,又让企业出现经济损失。

碰上煤自燃时,通常采取的灭火法是喷淋降温,用水来抑制煤的氧化,延缓煤堆自燃。但这不是治本的方法,因为前文刚刚提过,水也是煤自燃的内因之一。

贺兰山灭火有多难

那么贺兰山的“火焰山”想要彻底灭掉,到底有多难呢?

贺兰山的火要灭掉究竟有多难?

在很多人眼里,下雨是灭火的最佳办法,可喷淋治标不治本,而且,贺兰山的煤层太厚了,燃烧是从深层的煤开始的,喷淋能在短时间内控制浅表的煤层,可雨停了,火又蹿上来了。

贺兰山地区的气候干燥,降雨量分布也不均,靠雨灭火根本不可能。而且这里常刮大风,风速最大能超过每秒40米,在这种“煽风点火”的条件下,煤的燃烧更不容易熄灭了。

贺兰山的煤矿大多数是露天的,开采容易,也给火势蔓延提供了助益。所以才导致火灭了又燃,进入了死循环。

煤矿露天本身就给燃烧提供了助力

有人提过建议,要么直接建个发电厂吧,就地取材。

但谁家的发电厂能建在热浪滚滚的地表上?说不定哪天火势一上来,整个发电厂都烧没了。

那有没有能行的通的办法呢?

理论上来讲有一个,就是向矿井里灌注泥浆。水泥属于不可燃烧物质,灌注后能快速凝结,阻断空气进入,熄灭煤炭的燃烧。

或者,我们还可以将未燃烧的煤层与燃烧的煤层切断,也可以阻断火势的蔓延。

剥挖灭火原理就是将燃烧区和未燃区剥离开来

新疆的煤矿燃烧就采取以上的办法取得了不错的成绩,也许贺兰山将来也能出台具体的可行政策来灭火。但一切只能试着解决,毕竟,燃烧了300多年,不是一朝一夕就能解决妥当的。

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孙牲爽908煤层为什么会自然发?煤层为什么会自然发火
汪兔哪13116058122 ______ 一级极易自燃 二级容易自燃 三级较易自燃 四级不易自燃 必须具备以下三个必要条件: 1.具有自燃倾向的煤呈破碎状态 2.连续供氧 3.氧化生成的热容易聚集

孙牲爽908地下的煤层为什么会燃烧 -
汪兔哪13116058122 ______[答案] 地下煤层的自燃有两个原因,一个是内因,即煤自身引起的.因为煤的主要成分是炭,和空气接触时氧化,氧化时散发热量,若此时空 气流通,热量就会很快散失.一旦空气不流通,热量聚集到一定程度,煤层就会自燃.另一个引发煤层自燃的原因可能...

孙牲爽908煤层地质条件对煤的自燃性有什么影响 -
汪兔哪13116058122 ______ 煤层地质条件对煤的自燃性的影响: 煤层地质条件对煤的自燃性影响表现在以下三方面: (1)煤层厚度和倾角 煤层厚度和倾角越大,开采时容易造成大量遗煤,同时造成煤的破碎程度大.另外,采区回采时间往往超过煤层自然发火期,而且不易封闭隔绝采空区. (2)地质构造破坏带 在断层、褶曲、破碎带和岩浆侵入等地质构造破坏带,煤层松软易碎、裂隙多.吸氧能力强,煤的自燃性强. (3)围岩性质 围岩坚硬,容易压碎煤体,形成裂隙,而且坚硬的顶板冒落难以充填密实采空区,造成采空区漏风,给遗煤连续不断提供氧气,故顶板坚硬时,煤的自燃性强.

孙牲爽908影响煤炭自燃因素有哪些? -
汪兔哪13116058122 ______ 影响煤自燃的因素很多,主要有: 一、受煤炭本身所含黄铁矿(又称硫化铁矿)的影响.煤炭中往往夹杂着黄铁矿和其他硫化物,它们与氧结合能够迅速发生化学反应,放出热量,促进煤炭的氧化过程,同时还会使煤炭膨胀、分裂,扩大煤炭的...

孙牲爽908影响煤炭自燃的因素主要有哪些 -
汪兔哪13116058122 ______ 内因: 1 煤的变质程度 整体而言,煤的自燃倾向性随变质程度的增高而降低. 2 煤的分子结构 随煤化程度的增高,煤中的含氧官能团减少,孔隙度减小,分子结构变的紧密. 3 煤岩成分 含丝煤越多,自燃倾向性越强:相反,含暗煤越多,越不易自燃. 4煤中的水分 不少学者认为,水能促进煤的自燃. 5 煤的含硫量 同牌号的煤中,含硫矿物越多,越易自燃. 6煤层瓦斯含量 煤中的瓦斯具有较好的阻化作用,能在一定程度上抑制自燃. 外因: 1 地质因素 煤矿埋藏深度,厚度及倾角,地质构造及顶板性质等. 2 开采技术因素 主要包括开拓方式、采煤方法、漏风强度等.

孙牲爽908煤炭自燃有哪些预兆? -
汪兔哪13116058122 ______ 因为煤的主要成分是炭,和空气接触时氧化,氧化时散发热量,若此时空 气流通,热量就会很快散失.一旦空气不流通,热量聚集到一定程度,煤层就会自燃. 另一个引发煤层自燃的原因可能是由于矿井下电线短路引起的,电火花点燃瓦斯,...

孙牲爽908煤炭自燃的原因是什么,自燃必须具备哪些条件 -
汪兔哪13116058122 ______ 低卡煤研石自然的原因

(编辑:自媒体)
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