摘要:在煤炭产量持续增长的情况下,煤矿百万吨发火率持续下降,煤矿重特大火灾事故明显减少,自燃火灾得到了极大遏制。煤田灭火防治科技发展不仅对保障煤炭安全生产、预防事故发生有直接贡献,而且对节能减排,促进安全生产形势好转具有重要的意义。
关键词:煤田火灾;防灭火技术;决策;
结合当前煤火灾害现状和煤炭工业发展形势,提出了未来煤火灾害防治科技发展的重点研究领域;阐述了研究煤自燃机理、科学评价煤火环境影响、准确探测火源位置、提高治理效率等仍是煤火研究中的关键科学问题;系统论述了煤自燃机理、监测探测与预警技术、防灭火材料技术与装备、鉴定与评价方法、煤田火灾防治等研究领域的重点发展方向。
一、煤田火灾发展新特点
1.受矿井开采影响,煤田火灾向深部发展。受矿井开采影响,原始的地壳平衡被打破,煤层开采扰动地层稳定,造成裂隙发育,在气体渗流作用下露头煤体经热-流-固-化耦合作用,自燃发展为充分燃烧的火源,燃烧火源在持续供氧条件下,继续往深部扩展。
2.煤田火灾发展更加隐蔽。煤田火区90%以上处于地下阴燃状态,具有范围大、着火点分散、距离远和火源隐蔽等特点,实时动态监控和火区治理十分困难。常规的单点测温、人工巡检等监测技术覆盖范围小、准确率低、工程量大。由于火源位置隐蔽,导致治理针对性不强。
3.残存煤田火灾治理难度增加。我国煤田火区一般地处干旱或半干旱区,水资源缺乏,黄土覆盖不能及时将火区内部热量散除,残存煤田火区由于长时间持续燃烧,深部煤层烧空后造成地表覆盖层悬空或塌陷,形成坑涧裂隙,火区易复燃,新火区不断产生。残存煤田火区火源中心精确定位和火区热能移除也是导致当前治理困难的主要问题。
4.煤田火区存在复燃现象。煤田火区蓄热量大、贫氧氧化,传统治理方法如剥离、平整、注浆、黄土覆盖等,不能将火区内部蓄热及时置换散除,地面覆盖工程随着时间推移,在塌陷裂隙、地层沉降、雨水冲刷等环境作用下易产生新的供氧通道,容易再次复燃。
5.煤炭行业低迷,火区治理速度缓慢。当前煤炭市场需求疲软、产能过剩,煤炭价格持续低位,众多煤炭企业出现亏损,煤田火灾治理经费筹集困难,煤炭行业的低迷现状严重影响和制约煤田火区的治理速度。
二、项目的可行性研究
1.可行性研究的意义。可行性研究是煤田灭火项目实施前的重点工作,从宏观上可使灭火项目符合经济发展的战略要求,有效控制项目投资的方向和规模,改进灭火项目的管理;从微观上它可以减少灭火项目的投资决策失误,提高灭火工程效益,改进项目投资效果。其意义在于:(1)是对项目是否投资的决策依据。国家、地区或企业是否对灭火工程项目进行投资,主要是依据可行性研究的结论。(2)是项目设计的依据。灭火项目的初步设计、技术设计和施工设计都要严格按照批准的可行性研究报告的内容进行,不得任意修改。(3)是项目实施中取得地方政府和水力、土地、草场、森林、环保、电力、交通、矿产等行业管理部门开工手续的依据。(4)是灭火项目的实施依据。在未来制定项目施工计划、施工材料和燃料、设备仪器采购清单等都要参照可行性研究报告(灭火项目方案设计报告)进行。(5)是项目评估的依据。(6)是进行项目科研和技术革新的依据。(7)是项目承办单位或业主进行组织管理、机构设置、职工培训和薪酬兑现的依据。
2.可行性研究的程序。一般分为六个步骤:(1)筹划准备:项目建议书批准后,省级计委可委托有相应资质等级的专业煤田灭火机构开展可行性研究。对项目的背景资料、项目目标、有关的工程技术资料开展调查研究和收集整理工作。
(2)项目的具体调查研究:对火灾的现状和危害、火区成因、治理的方法、项目所在地的地理气候条件、能源动力和交通条件、其它施工条件、所在地区的能源结构、物资供应情况和所在地的自然环境现状以及生态环境状况进行深入调查,全面了解,综合分析评价。(3)方案比选。应提出至少三套以上备选方案,之后对备选方案从经济和技术上进行定性和定量的比较分析,论证和确定各个方案的灭火方法、工程规模、技术手段、工艺流程、灭火材料选择、设备选型、机构设置和人力资源配置,最终推荐一个比较满意的方案,同时提出所有方案的优缺点,供决策时参考。(4)财务分析和灭火工程效益评价。对选取的方案做详尽具体的编制,确定项目的投资估算额度,灭火成本,各个子火区和单项工程的估算投资和单位成本,做出财务分析和灭火后的工程经济预测评价。(5)编制可行性研究报告。其编制内容按照《煤田灭火规范》的要求进行汇编。可行性研究报告经过技术经济比较分析后应能明确技术上是否可行,施工条件是否能够实现,经济上是否合理,资金是否能够筹措到,项目风险是否能够承受。(6)可行性研究报告上报审批。编制结束后,正式上报审批,但若发现基础已经有原则性错误或社会环境有重大变化,应及时进行修改和复审。报告应有编制单位的行政、技术和经济负责人的签字,对报告的质量负责;预审主持单位要对预审结论负责;审批单位要对审批意见负责。可行性研究报告的审批权限:一般煤田火区灭火项目由省级计委审批;重点煤田火区灭火项目由国家发改委审批;特大型煤田火区灭火项目由国务院审批。
三、项目的评估和决策
1.项目评估的作用。它是在可研的基础上,在最终决策前,对灭火项目的社会、经济、技术、环境和资源保护等方面的问题进行再分析和评价,以选择最满意投资方案的一种科学方法。也是对煤田灭火项目论证立项的必不可少的程序之一。它是省级计委或国家发改委委托专门的评估机构,根据国家和某地区的国民经济发展规划,国家有关的法律法规政策,从全局和长远利益出发,对可研和项目任务书提出的项目方案,就其立项的必要性、技术的可行性和经济的合理性方面,进行多目标综合性分析论证,对提供的所有资料的可靠性和真实性进行全面核查,最后提出该灭火项目“可行”或“不可行”或“重新研究”的评估报告。项目评估是项目决策的重要依据,是干预项目招投标的主要手段和依据,也是防范项目风险的有力措施。
2.项目评估与可研的区别和联系、(1)区别:编制单位不同,项目评估报告是计委委托专门评估机构编制的,而可研报告是项目的业主单位编制的。时间不同,项目评估是在可研报告之后,项目任务书批准之前,而可研是在项目建议书批准之后。出发点不同,可研往往是从业主单位的局部角度出发考虑问题,而项目评估往往是从全局和长远的利益出发考虑问题。侧重点不同,可研一般侧重考虑项目的技术性和施工条件的可能性,项目评估侧重考虑项目的必要性和灭火效益。作用不同,可研是为项目评估提供依据,而项目评估则是为项目决策和项目监控提供依据。(2)联系:二者都是对项目的必要性、经济性和技术性进行的论证,采用的分析方法和指标体系也都相同。
3.项目评估和决策的内容。(1)对可行性研究报告进行审查。包括对编制煤田灭火项目可研报告的单位及资质进行审查,对编制人员的任职资格及签字盖章是否真实进行审查,对项目的技术方案和工艺材料是否先进可靠进行审查,对项目自身的环保措施及项目竣工后取得的环保效果预测进行审查,对项目的经济效益和社会效益进行分析和审查。(2)对可行性报告进行评估并提出决策最终意见。对项目的必要性、施工条件、技术方案、灭火效益、风险分析等进行评估,提出最终意见。项目评估结束后,意味着该煤田灭火项目已经正式立项并可付诸实施。
总之,煤田火灾害复杂性受到煤自然发火时空演化过程众多因素的影响,其攻关也必将涉及多学科、多专业的深入融合交叉。
参考文献:
[1]邓鹏.煤田火灾防治理论与技术.2018.
[2]赵海英.煤火灾害防治技术的研究与应用.2019.