煤田露頭大面積火區(qū)探測(cè)成果分析

序論：在您撰寫(xiě)煤田露頭大面積火區(qū)探測(cè)成果分析時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

暴露在空氣中的露頭煤長(zhǎng)期與氧氣接觸，水分很快散失，煤風(fēng)化破碎，增大和氧氣的接觸面，煤炭開(kāi)始氧化發(fā)熱。煤的氧化熱不能很快散失掉，致使煤體的溫度繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到煤的著火點(diǎn)時(shí)，由原來(lái)的氧化階段發(fā)展到燃燒階段。煤層燃燒現(xiàn)象常見(jiàn)于北方大型煤礦，如寧夏賀蘭山煤層自燃300多年，火區(qū)每年燒損煤量約115萬(wàn)t，總計(jì)燒毀煤炭3.4億t，每年直接經(jīng)濟(jì)損失約10億元。攀枝花市森林覆蓋率達(dá)61%以上，夏季天氣炎熱、氣候干燥，年最高氣溫可達(dá)40℃，加之午后陣性風(fēng)力加大，發(fā)生森林草原火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)極高。20世紀(jì)70年代，攀枝花市寶鼎煤田出現(xiàn)露頭火區(qū)，演變至今，燃燒區(qū)域逐漸遷移，且部分位于高山陡坡，人員難以到達(dá)，應(yīng)用常規(guī)手段排查、監(jiān)測(cè)、預(yù)警和治理難度較大。露頭煤層燃燒不僅損失了大量煤炭資源，同時(shí)極易誘發(fā)森林火災(zāi)，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和煤礦生產(chǎn)安全、道路交通安全等造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，亦給森林草原防滅火工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。為切實(shí)查清寶鼎煤田露頭火區(qū)發(fā)生原因及危害程度，2021年，攀枝花市運(yùn)用高分衛(wèi)星遙感和無(wú)人機(jī)航測(cè)等先進(jìn)技術(shù)手段對(duì)寶鼎煤田大面積火區(qū)數(shù)量、火區(qū)面積、火區(qū)分布、動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了綜合探測(cè)，進(jìn)一步掌握了火區(qū)詳情，為扎實(shí)做好森林草原防滅火工作和火區(qū)治理提供基礎(chǔ)支撐和決策依據(jù)［1-7］。

1露頭火區(qū)探測(cè)概況

1.1火區(qū)發(fā)展歷史寶鼎煤田火區(qū)于2006年發(fā)現(xiàn)，此時(shí)火區(qū)點(diǎn)位11處，面積0.85萬(wàn)m2，形成局部塌陷和裂隙，后期曾進(jìn)行過(guò)治理。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，地表新鮮空氣通過(guò)破壞裂隙、垮落裂隙持續(xù)向火區(qū)燃燒中心供氧，煤體高溫區(qū)通過(guò)熱傳導(dǎo)和對(duì)流的方式向前傳播，循環(huán)推動(dòng)煤田火區(qū)煤體燃燒向深部持續(xù)推進(jìn)。2021年地方政府走訪發(fā)現(xiàn)，火區(qū)點(diǎn)位有20處，明火點(diǎn)和煙點(diǎn)各10處，形成火區(qū)裂縫寬度達(dá)2.5m，長(zhǎng)度延伸數(shù)公里，塌陷坑直徑最大約2m，深10~15m。

1.2火區(qū)位置概況寶鼎煤田露頭火區(qū)點(diǎn)位較為分散，明火點(diǎn)位分別位于太平鄉(xiāng)龍?zhí)洞逋叻拷M花果山槽房梁子、革新村溝邊組與前進(jìn)鎮(zhèn)交界梁子、河邊村干壩塘組老熊箐煤礦與前進(jìn)鎮(zhèn)交界梁子、花山村新花山組李家灣洗煤廠背后、花山村云盤(pán)山組趙家灣煤礦背后與大村組南三煤礦交界處、大村村灰至組螞蟥溝煤礦背后、前進(jìn)鎮(zhèn)永勝村大灣子組陰山灣、勝利村上漆樹(shù)組空殼樹(shù)梁子、勝利村大墳山組羊坪子、勝利村學(xué)校組芭蕉灣?；饏^(qū)威脅周邊煤礦生產(chǎn)安全、居民住房安全、森林草原防滅火、道路交通安全和生態(tài)環(huán)境安全。經(jīng)地方政府前期實(shí)地勘察比對(duì)，20個(gè)火區(qū)點(diǎn)位500m范圍內(nèi)有7處保留煤礦，其中，地方國(guó)有煤礦4處、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦3處；經(jīng)逐一排查，20個(gè)火區(qū)點(diǎn)位受威脅區(qū)域內(nèi)還有幾戶村（居）民住房、縣道五摩路和多條鄉(xiāng)村道路；火區(qū)周邊森林植被可燃物載量較大，以雜草和灌木為主。

1.3火區(qū)探測(cè)方法2021年露頭火區(qū)探測(cè)運(yùn)用1臺(tái)光學(xué)無(wú)人機(jī)和1臺(tái)熱紅外無(wú)人機(jī)，采取“篩查-詳查-核查”三級(jí)排查模式開(kāi)展，同時(shí)應(yīng)用GPS測(cè)試儀、便攜式CO測(cè)定儀和紅外熱成像儀準(zhǔn)確識(shí)別火區(qū)點(diǎn)位溫度、CO濃度等數(shù)據(jù)。一級(jí)排查通過(guò)分辨率為1m的高分遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，結(jié)合鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）上報(bào)信息，快速識(shí)別提取燃燒點(diǎn)、公路、水系、民房等信息，準(zhǔn)確“篩查”露頭火區(qū)點(diǎn)位及其影響范圍；二級(jí)排查通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)，采集露頭火區(qū)光學(xué)與熱紅外影像，開(kāi)展全覆蓋“詳查”，核實(shí)已標(biāo)注露頭火區(qū)點(diǎn)位數(shù)據(jù)，查找其他高熱異常點(diǎn)；三級(jí)排查通過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)排查，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)上報(bào)露頭火區(qū)點(diǎn)位與新增高熱異常點(diǎn)位開(kāi)展“核查”，進(jìn)一步準(zhǔn)確核實(shí)露頭火區(qū)點(diǎn)位信息。

1.4火區(qū)探測(cè)成果通過(guò)三級(jí)排查完成44.85km2的光學(xué)影像采集和10.30km2的熱紅外影像采集，完成20個(gè)上報(bào)點(diǎn)排查，面積14.53萬(wàn)m2；新發(fā)現(xiàn)19個(gè)高溫異常點(diǎn)，面積2.90萬(wàn)m2；對(duì)所有露頭火區(qū)燃燒點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域高分遙感數(shù)據(jù)獲取與處理工作，解譯分析露頭火區(qū)周邊關(guān)系，形成區(qū)域面積為250km2的遙感影像圖，初步圈定露頭火區(qū)（39處點(diǎn)位）面積17.43萬(wàn)m2，其中，14處位于前進(jìn)鎮(zhèn)、25處位于太平鄉(xiāng)；影響范圍面積1285.19萬(wàn)m2，其中，前進(jìn)鎮(zhèn)境內(nèi)359.27萬(wàn)m2，太平鄉(xiāng)境內(nèi)925.92萬(wàn)m2。運(yùn)用手持GPS測(cè)試儀、便攜式CO測(cè)定儀、紅外熱成像儀實(shí)地勘察測(cè)量，2006年11處火點(diǎn)經(jīng)后期治理，地面無(wú)明顯裂隙、塌陷、無(wú)青煙，溫度61~134℃，CO濃度86×10-6；2021年火區(qū)煙點(diǎn)呈帶狀分布、多處見(jiàn)裂隙、有青煙冒出，溫度234~367℃，CO濃度112×10-6；2021年明火點(diǎn)位裂痕大、有塌陷空洞和青煙冒出，溫度285~378℃，CO濃度135×10-6。

1.5火區(qū)影響與危害

（1）燒毀煤炭資源。我國(guó)煤田火災(zāi)破壞大量煤炭資源，每年燒毀煤炭量1000~1300萬(wàn)t，破壞優(yōu)質(zhì)煤炭資源近億噸，露頭燃燒點(diǎn)界限不清會(huì)給生產(chǎn)礦井設(shè)計(jì)造成很大失誤。2021年度探測(cè)結(jié)果顯示，寶鼎煤田露頭大面積火區(qū)燃燒損失煤炭資源量為44.29萬(wàn)t。隨著煤炭資源的不斷開(kāi)發(fā)利用，攀枝花市煤田露頭火區(qū)發(fā)展呈加劇態(tài)勢(shì)，點(diǎn)位不斷變化、范圍持續(xù)擴(kuò)大，燒毀損失煤炭資源量將進(jìn)一步增大。

（2）加大森林草原防滅火工作難度。攀枝花市每年12月1日至次年6月30日是森林草原防滅火期，其中，2月1日—5月31日為森林草原高火險(xiǎn)攻堅(jiān)期，不斷遷移和增加的火區(qū)點(diǎn)位火險(xiǎn)，隨時(shí)可能點(diǎn)燃附近大量可燃物，將會(huì)給森林草原防滅火監(jiān)測(cè)預(yù)警與排查整治工作增加難度。

（3）造成地表塌陷。寶鼎煤田急傾斜煤層下部煤層燃燒后形成大量裂隙或空洞，地表長(zhǎng)時(shí)間處于懸空狀態(tài)，在自重力影響下，經(jīng)雨水浸泡會(huì)向?qū)?cè)發(fā)生位移或突然垮落，形成地表裂縫和塌陷坑，例如2021年勘察發(fā)現(xiàn)寶鼎煤田火區(qū)裂縫寬度可達(dá)2.5m，長(zhǎng)度延伸數(shù)公里，塌陷坑直徑最大約2m，深10~15m。地表塌陷形成危險(xiǎn)區(qū)，對(duì)附近居民和家畜、煤炭資源開(kāi)發(fā)區(qū)和縣道五摩路及多條鄉(xiāng)村道路形成威脅。

（4）影響下部或者鄰近的生產(chǎn)礦井安全。火區(qū)圍巖孔隙接受地表滲漏水和地下潛水，儲(chǔ)存于露頭燃燒形成的燒變巖和采空區(qū)內(nèi)，會(huì)造成下部礦井發(fā)生突水，對(duì)鄰近的生產(chǎn)礦井的井下作業(yè)人員構(gòu)成安全威脅，同時(shí)煤田燃燒可引發(fā)煤礦火災(zāi)、瓦斯爆炸、粉塵爆炸、頂板跨落等災(zāi)難性事故，給礦井安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。寶鼎礦區(qū)39處火險(xiǎn)區(qū)附近雖然均為已關(guān)閉的小煤窯，但距離正在生產(chǎn)的礦井最近約150m，雖有一定的安全距離，但隨著火區(qū)的不斷蔓延，將會(huì)對(duì)周邊礦井構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

（5）破壞生態(tài)環(huán)境。煤炭資源燃燒過(guò)程中排放出大量的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、二氧化硫、煙塵、二氧化碳，同時(shí)還向大氣排放大量熱量，嚴(yán)重污染攀枝花大氣環(huán)境；同時(shí)，燃燒煤體經(jīng)雨水淋溶形成含有害的重金屬離子酸性水滲透到地下，污染區(qū)域地表水、地下水以及土壤；再者，在高溫作用下，土壤脫水、礦物顆粒?；腿廴?，導(dǎo)致土壤致密堅(jiān)硬，且結(jié)構(gòu)和礦物發(fā)生變化，減弱了其抗風(fēng)蝕和水蝕的能力，加劇了土地沙化和水土流失。

2露頭火區(qū)特點(diǎn)及變遷原因

經(jīng)對(duì)寶鼎煤田露頭火區(qū)探測(cè)成果綜合分析，得出寶鼎煤田露頭火區(qū)具有分布范圍廣、點(diǎn)位變遷快和火險(xiǎn)區(qū)域多等特征及諸多變遷原因。

2.1分布范圍廣寶鼎煤田露頭火區(qū)沿煤層露頭線呈“U”形分布，39處火區(qū)點(diǎn)位共涉及太平和前進(jìn)2個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），影響范圍面積達(dá)1285.19萬(wàn)m2，分布范圍和影響區(qū)域甚廣。寶鼎煤田煤層賦存條件好，埋深較淺，風(fēng)氧化程度高，局部煤層有自燃發(fā)火傾向，同時(shí)因攀枝花天氣干燥，氣夏溫最高可達(dá)40℃，季陣風(fēng)達(dá)5級(jí)以上，極易引發(fā)大面積煤層露頭火災(zāi)。

2.2點(diǎn)位變遷快統(tǒng)計(jì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2006年寶鼎煤田火區(qū)11處點(diǎn)位面積為0.85萬(wàn)m2，治理后無(wú)明火，但溫度和CO濃度仍居高不下；經(jīng)過(guò)10余年迅速發(fā)展，到2021年火區(qū)點(diǎn)位數(shù)量激增近4倍至39處，面積由0.85萬(wàn)m2增加至17.43萬(wàn)m2，面積增量近20倍至16.58萬(wàn)m2，經(jīng)統(tǒng)計(jì)燃燒損失煤炭資源量44.29萬(wàn)t，詳見(jiàn)表1、表2。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)90年代末至今，全攀煤礦關(guān)閉整頓和煤炭資源整合過(guò)程中逐步關(guān)閉煤礦數(shù)量達(dá)100余處，礦山分布零散，井口密閉質(zhì)量不高，且無(wú)人維護(hù)，已廢棄的老窯采空區(qū)及煤層露頭連通，導(dǎo)致許多關(guān)閉小窯井下漏風(fēng)，因而供氧充足，極易引起煤層燃燒；另外寶鼎煤田大部分煤層屬急傾斜，地下煤層燃燒后會(huì)導(dǎo)致上部采空區(qū)坍塌，隨著燃燒深度和程度增加，形成的裂隙、坍塌空洞不斷增大，加快了煤田火區(qū)的發(fā)展速度。

2.3火險(xiǎn)區(qū)域多攀枝花市關(guān)閉煤礦、采空塌陷、地表盜挖煤炭資源出露等火險(xiǎn)區(qū)域多、范圍廣，這些都是引發(fā)地面煤炭火災(zāi)的潛在因素，39處火險(xiǎn)區(qū)面積合計(jì)17.43萬(wàn)m2，經(jīng)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）反饋，后期點(diǎn)位數(shù)量和面積仍在增加，給攀枝花市森林防滅火工作帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。通過(guò)分析，攀枝花夏季酷熱少雨、冬季炎熱干燥，寶鼎煤田所在區(qū)域地下水位較低，煤層燃燒后易沿煤層傾斜方位蔓延至露頭；同時(shí)以往露頭火區(qū)探測(cè)采用常規(guī)手段，難易精準(zhǔn)和全方位查清大面積火險(xiǎn)區(qū)域。2021年攀枝花市運(yùn)用了新的探測(cè)手段，對(duì)處于動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程中煤田火區(qū)，采用高分遙感衛(wèi)星影像、紅外和遙感無(wú)人機(jī)空中測(cè)量等新技術(shù)來(lái)圈定火區(qū)范圍，提高了火區(qū)核查精度，高效找出火險(xiǎn)區(qū)域相較于2006年火區(qū)勘察區(qū)域發(fā)生變化。

3露頭火區(qū)治理措施

針對(duì)寶鼎煤田露頭大面積火區(qū)的特點(diǎn)、特征及危害，可依照“分級(jí)防治、逐步推進(jìn)、綜合管控”的治理原則，劃分優(yōu)先治理區(qū)域等級(jí)，采取火情監(jiān)測(cè)、火源探測(cè)、注水降溫、注漿滅火、高溫區(qū)（露頭煤體）剝離、黃土覆蓋等綜合防治措施，判定燃燒點(diǎn)的現(xiàn)狀、遏制火勢(shì)的發(fā)展、減緩煤層氧化速度、封堵漏風(fēng)通道、逐步窒熄火區(qū)，保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

3.1治理區(qū)域優(yōu)先等級(jí)劃分根據(jù)相關(guān)要素，可將治理區(qū)域按照優(yōu)先等級(jí)劃分為3級(jí)：一級(jí)優(yōu)先治理區(qū)域，主要包括明火點(diǎn)、居民點(diǎn)、道路下及周邊、密林周邊、人員經(jīng)常性滯留區(qū)，該類(lèi)區(qū)域直接影響人民群眾生命及財(cái)產(chǎn)安全；二級(jí)治理區(qū)域的主要特點(diǎn)為山頂?shù)鹊匦螐?fù)雜處，較少出現(xiàn)人員生產(chǎn)生活活動(dòng)的場(chǎng)所，尚不能直接威脅人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，但對(duì)森林防火構(gòu)成壓力，同時(shí)燃燒勢(shì)頭相對(duì)較猛烈；三級(jí)治理區(qū)域的主要特點(diǎn)為部分煤層露頭點(diǎn)無(wú)明顯異常，但相對(duì)周邊地表溫度較高。詳見(jiàn)表3。

3.2防治措施（1）一級(jí)治理區(qū)域的目標(biāo)為熄滅燃燒點(diǎn)，對(duì)太平鄉(xiāng)龍?zhí)洞逋叻拷M花果山槽房梁子、革新村溝邊組與前進(jìn)鎮(zhèn)交界梁子等10處明火點(diǎn)，其中3處居民點(diǎn)和8處密林及道路區(qū)域，宜采用火源探測(cè)、注水降溫、注漿滅火、高溫區(qū)（露頭煤體）剝離、黃土覆蓋、火情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)措施。（2）二級(jí)治理區(qū)域?yàn)樘洁l(xiāng)龍?zhí)洞逋叻拷M花果山槽房梁子、革新村溝邊組與前進(jìn)鎮(zhèn)交界梁子等10處明火點(diǎn)、8處密林和山頂以及19處地表高溫異常區(qū)，可同樣在詳查基礎(chǔ)上進(jìn)行注水、注漿降溫滅火處理，條件困難時(shí)可先進(jìn)行裂隙封堵以及黃土覆蓋工作。（3）三級(jí)治理區(qū)域?yàn)?處密林和山頂以及19處地表高溫異常區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)排查與監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)溫度逐步上升、溫度異常區(qū)域面積增大現(xiàn)象，則需及時(shí)制定方案進(jìn)行處理。

4結(jié)語(yǔ)

（1）寶鼎煤田火區(qū)有分布范圍廣、點(diǎn)位變遷快、火險(xiǎn)區(qū)域多等特點(diǎn)，應(yīng)依據(jù)2021年火區(qū)探測(cè)成果，將寶鼎煤田露頭火區(qū)納入森林草原防滅火專(zhuān)項(xiàng)整治工作，建立健全煤田露頭火區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制，強(qiáng)化火情監(jiān)測(cè)預(yù)警、快速預(yù)報(bào)和應(yīng)急救援工作，管控住火勢(shì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，及時(shí)防止新火點(diǎn)的出現(xiàn)和蔓延，為火區(qū)專(zhuān)項(xiàng)整治奠定基礎(chǔ)。（2）寶鼎煤田火區(qū)的產(chǎn)生與發(fā)展由自然環(huán)境、煤礦開(kāi)拓開(kāi)采、防滅火手段、地質(zhì)及水文條件等因素相互作用產(chǎn)生。故此，要督促企業(yè)主體防火責(zé)任履行，強(qiáng)化煤礦企業(yè)防滅火意識(shí)，認(rèn)真落實(shí)好防滅火責(zé)任，確保攀枝花市森林草原防滅火工作的圓滿完成。（3）針對(duì)寶鼎煤田火區(qū)個(gè)性特征，技術(shù)層面宜按照“分級(jí)防治、逐步推進(jìn)、綜合管控”的原則，劃分3級(jí)防治等級(jí)，采取火情監(jiān)測(cè)、火源探測(cè)、注水降溫、注漿滅火、高溫區(qū)（露頭煤體）剝離、黃土覆蓋等綜合防治措施，逐步達(dá)到治理效果，保障一方平安。（4）隨著攀枝花市未處置的39處在燃煤田露頭火點(diǎn)持續(xù)發(fā)展，對(duì)地面建筑、道路交通、水利設(shè)施和自然環(huán)境等造成破壞，影響建設(shè)生態(tài)攀枝花的發(fā)展理念，所以，應(yīng)在前期局部探測(cè)的基礎(chǔ)之上，加快聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)火區(qū)清查范圍，尤其對(duì)其燃燒深度和影響廣度切實(shí)查清、探明，并將此項(xiàng)工作納入政府工作計(jì)劃，預(yù)算專(zhuān)項(xiàng)資金，制定治理方案，務(wù)實(shí)高效扭轉(zhuǎn)地區(qū)安全生產(chǎn)形勢(shì)。

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作者:郭宇 范永鑫 高航 單位:四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院