内蒙古煤矿坍塌事故:号称“安全”的露天煤矿为何会发生意外事故?

来源:常见问题    发布时间:2023-12-03 17:56:49 点击:1次

  2月22日13时许,内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗新井煤业有限公司一露天煤矿发生大面积坍塌,造成正在现场作业的工作人员和车辆被埋。

  据了解发生坍塌的是露天煤矿作业面北侧山坡,现场形成了南北长约200米、东西长约500米、净高约80米的坍塌体,据测算坍塌的土方量达到了1000万立方米,给救援工作造成了很大的难度。

  截至2月23日22:30,已经救出12人,其中6人生还,6人死亡,47人失联。

  然而就在一直跟踪救援进展的过程中,我发现同样在关注此次事件的网友中,有一些网友对此次事故发生的原因存在疑虑和困扰,而且从留言的点赞数量来看,这样的网友不在少数。

  因此我觉得有必要借此次矿难事故,给大家解析一下露天煤矿出现塌方滑坡这种灾难的缘由,并谈谈自己对煤炭这个号称“带血GDP”的行业的看法。

  众所周知煤炭是亿万年前大量植物遗体被掩埋、堆积后,在厌氧、高温、高压的特殊环境下发生一系列物理化学变化后形成的。

  就全球来看,煤炭是目前全球储量最为丰富、分布最为广泛且使用最为经济的能源资源之一。

  截至2020年年底,全球已探明的煤炭储量为1.07万亿吨,从国家来看,我国的储量占比13.3%高居全球第四。

  近年来,在国家推动供给侧结构性改革政策措施指导下,我国的煤炭产业体系得到了持续优化,我国煤矿数量从2015年的10,800处已降至2020年底的约4,700处;

  但正是这近5000处煤矿的“齐心协力”下,我国已连续10年年产量超过30亿吨,2022年的原煤总产量更是达到45亿吨。

  然而煤炭行业在过去粗放式的发展历史中,由于小散乱煤矿、超产煤矿、未批先建煤矿等不合规产能大量存在,缺乏刚性约束,在煤炭资源浪费、煤矿安全事故频发等方面引发一系列问题。

  提及煤矿事故,由于以往新闻中经常报道一些矿难事故,大家脑海中立马浮现瓦斯爆炸、透水、坍塌这些字眼。

  据统计2022年,全国共发生367起矿山安全事故,死亡518人,其中煤矿事故168起、死亡245人,非煤矿山事故199起、死亡273人。

  根据国务院颁布的《生产安全事故报告和调查处理条例》,将矿难事故划分为4个等级,即一般事故、较大事故、重大事故和特别重大事故:

  指造成3人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接经济损失的事故。

  指造成3人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万元以上5000万元以下直接经济损失的事故。

  指造成10人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上1亿元以下直接经济损失的事故。

  指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤(包括急性工业中毒),或者1亿元以上直接经济损失的事故。

  通过收集整理2011—2020年间全国较大及以上的煤矿事故数据,大致了解了我国煤矿较大及以上事故发生的起数、死亡人数、发生意外事故类型以及事故发生区域的相关规律:

  首先就是近10年以来,随着整个煤炭开采行业逐步实现了从人工和半机械化到自动化的转型,煤矿安全形势有所好转,较大及其以上事故数量和死亡人数呈现出递减趋势;

  其次就是随着我们国家煤炭供给侧结构性改革,一些“小、落、散”等落后产能被逐步淘汰,煤矿事故也逐渐集中发生在北方煤炭大省及云南、贵州、四川、湖南地区;

  最后就煤矿事故类型方面来看,依照国家应急管理部印发的《生产安全事故统计调查制度》要求,煤矿事故类型大致上可以分为:顶板、冲击地压、瓦斯、煤尘、机电、运输、爆破、水害、火灾、其他共10类。

  冲击地压是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象,甚至还能引发透水、和瓦斯爆炸;

  瓦斯事故大多数人应该经常听到,瓦斯主要成分是甲烷,无色、易燃、易爆。矿井作业区如果通风不良好,就会导致瓦斯气体聚集,当瓦斯浓度达到5%—16%时,遇到明火、电火花、金属摩擦产生的火花就会发生爆炸,进而也可能会引起火灾;

  顶板事故也称冒顶事故,矿山原有的压力平衡由于煤炭采掘作业而被打破,顶板会因压力变化发生不同程度变形,如果此时防护不当或支护的质量不好,压力持续增大后,岩石变形超过极限,就会出现断裂、垮踏。

  水灾就是平时听到的透水事故,指在坑道里采掘煤矿的时候,挖穿洞壁导致矿山地表水或地下水涌进入施工面淹没井巷引发的事故。

  说到这里细心的朋友就会发现,上面这几种常见的煤矿事故类型里咋没有这次内蒙古矿难事故中的滑坡这种,这就涉及煤炭的开采方式。

  根据煤层在地下埋藏的深浅不同,煤炭开采的方式被分为露天开采和地下开采两种。

  露天开采是指煤层埋藏较浅时,将覆盖在煤层上的土层和岩石全部揭开,露出煤层,再进行采掘。

  地下开采是指煤层埋藏较深时,从地面打一个直通煤层的洞,直接把人和设备投送到煤层所在位置,然后建立巷道把采掘出的煤运出来。

  相较于地下开采,露天开采具有开采成本低、基建时间短、采矿风险小等优势,缺点是易引起植被破坏、水土流失等环境问题。

  在实际生产中,通常用剥采比(指开采每单位1吨煤需要剥离多少表土和岩石量)这个指标来衡量是否采用露天开采。

  以我国露天铁矿为例,一般每采1t矿石时表土、岩石剥离量不超过5~6t,如果超过这个比例,经济上就不划算了,就得采用地下开采。

  2018年,14个产煤国家的露天煤矿产量占比在50%以上,其中印度、德国、蒙古国、澳大利亚、俄罗斯等国的露天矿煤炭产量占比在70%以上。

  而我国由于地质特殊性的原因,煤炭资源多数埋藏较深,多为井工煤矿,主要分布在内蒙古、云南、 山西、新疆等地。

  2018年同期我国煤炭产量3 680.0 Mt,其中井工煤矿产量3 010.0 Mt,是国外井工煤矿产量的4倍,约占全国煤炭产量的81.8%;露天矿煤炭产量670.0 Mt,仅为国外露天煤矿产量的1/5。

  正是因为我国的地质条件,导致我国的井工煤矿占比高、露天煤矿占比低,而井工煤矿又都是在岩层环境复杂的地下进行,因此危险系数更高,所以导致我们在新闻中看到的煤矿矿难事故几乎都是发生在井工煤矿,很少听到有关露天煤矿的矿难事故。

  露天煤矿最容易出现哪些事故,大家先看几张露天煤矿作业区的照片,差不多就能略知一二。

  也就是几乎所有的露天煤矿挖到最后,都会慢慢变成一个“漏斗”状“梯田”式的深坑:采掘机在坑底里挖,一辆辆矿用卡车装载着挖出的煤块沿着蜿蜒螺旋状的矿场道路运到地面。

  这种作业环境下,对灾害相信有一定常识的人第一反应就——易发生坍塌滑坡。

  因为随着采挖深度的变化,四周的坡度也在随之变大,当坡度达到某些特定的程度后,坡面内部的结构就会遭到破坏,整个坡面的稳定性就会变得很脆弱。

  这时候无论是坑底采掘机的挖斗和煤层发生的一次剧烈碰撞、作业区其他位置的一次爆破振动、在坡体上超载运输的矿用卡车、甚至地下水位的压力,再或者极端天气等任何一个因素的影响。

  感兴趣的朋友可以去看看国家应急管理部下设的国家矿山安全监察局发布的《煤矿安全规程》。

  这份文件对国内煤矿安全生产和从业人员的人身安全与健康、和防止煤矿事故与职业病危害作出了严格的规定要求。

  其中对于露天煤矿建设、开采、运输、排土等生产环节,以及各个生产环节中所涉及的人员、车辆、机械设备等如何安全操作都作出了极其详细的规定要求,而且几乎每章都专门对坡度这一指标做出要求!

  而此次内蒙古新井煤矿的矿难事故毫无疑问就是一次露天煤矿边坡失稳后出现的山体滑坡灾难。

  事故发生时的监控画面显示,在短短几秒钟的时间,矿坑周边堆积的渣土就倾泻而下,将正在坑内作业的采掘机、矿车连同数十名司机掩埋。

  事后结合曝光的新井煤矿的现场照片和相关业内人士的分析:事发矿坑的采挖之深、边坡之陡,已经到了令人触目惊心的程度!

  而且媒体也曝光该煤矿公司在去年6月份就被国家矿山安全监察局内蒙古局进行了处罚通报,而处罚事由中存在多条与边坡安全直接相关内容。

  然而相关的处罚并没有引起煤矿管理层的重视,在这些人眼中———只要边坡角度能增加1°,就能够大大减少剥岩量几千万吨,意味着就能节省投资2000万到3000万元人民币,但是如果停业去加固、维护边坡的话却要投入动辄上亿的资金。

  一直以来,许多人对煤炭行业的定义是“带血的GDP”,认为煤炭行业的产值是以无数矿工的生命作代价,于是一直就有一些“关停煤矿、取缔煤炭”的声音伴随着煤炭行业的发展。

  对于这种声音,我想说的是——想法很美好,但是却不现实,至少目前我们仍旧是没办法摆脱对煤炭的依赖。

  虽然我国号称“地大物博、资源丰富”,但是当你仔细去看的话,我国资源却呈现着“富煤、贫油、少气”的特征,这就决定了煤炭目前仍处于我国能源体系支柱的地位。

  虽然近年来随着全球核能、风能、太阳能等新能源行业发展迅速,我国在能源结构方面也呈现出持续多元化发展的态势。

  但如果对这些能源从开发利用成熟度、成本等多方面作比较的话,技术成熟、价格低的煤炭仍将在长时期内作为我国能源结构中的主导性能源和基础性能源。

  这一点从国家自然资源部2022年公布的《中国矿产资源报告》中对于矿产生产与消费数据就能看出:

  2021年我国一次能源生产总量为43.3亿吨标准煤 ,其中中煤炭占67.0%,石油占6.6%,天然气占6.1%,水电 、 核电 、风电 、光电等非化石能源占20.3%。

  而从消费结构上看的线年煤炭消费占一次能源消费总量的比重为56.0%,石油占18.5%,天然气占8.9%,水电 、核电 、风电等非化石能源占16.6%。

  而且从国家能源局最新发布的2022年全国电力工业统计数据分析来看,火电发电占比依旧达到总发电量的53%,也就是说目前全社会各行各业所使用的电量过半都是靠煤炭来撑着。

  以上这一些数据的结果都是——现阶段如果采取关停煤矿的话,对全社会的生产生活造成的巨大影响和后果简直不敢想象,三天两头停电的话是啥滋味,相信我们大家平时应该经历过,我就不多说了。

  随着科学技术的持续不断的发展,全球煤炭行业已经实现了从人工和半机械化到自动化的转型,现今正处于向智能化变革的趋势之中。

  而且随着我们国家煤炭行业供给侧改革的不断推进,大量事故频发的“小、散、乱”煤矿被关停、淘汰,这为我国煤矿大型化、产能集中化、智能化发展奠定了坚实基础。

  目前国内头部几家大型的煤炭企业已经陆续在试点推行煤矿自动化、信息化、智能化建设,部分煤矿已经实现了自动化开采和采煤机远程控制,不仅提高了矿井生产力,又使矿工远离了危险的采煤工作面。

  正是在政策和科技的共同作用下,我国的煤矿安全生产也取得举世瞩目的成效,实现由事故多发频发向安全生产形势总体稳定的历史性跨越。

  相信随着能源消费结构的一直在优化调整、非化石能源替代步伐加快,以及现代科学技术与煤炭行业的不断深度融合,煤炭行业的“含血量”也将趋近为0。

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