张子敏:守望生命

工作,因为瓦斯地质图编出来不是给专家看的,目的是指导安全生产。

记者:编制瓦斯地质图的目的是什么?

张子敏:杨老在多年的工作经验中发现瓦斯和地质有着密切的关系。1964年,杨老就经常到焦作焦西矿等矿井观察瓦斯涌出量大小与断层等因素之间的关系。他发现不同的地质构造条件瓦斯涌出量会有变化。瓦斯突出碰到断层就容易发生,这更加验证了杨老的看法。

杨老经常想,在煤矿生产过程中,搞采矿有采掘工程平面图,搞地质有煤层底板等高线图和构造纲要图,搞瓦斯为什么不搞个瓦斯地质图呢?

瓦斯本身是气体,在井下也看不见、摸不着,它很抽象。瓦斯的无形导致人们对它的忽视。如果是井下的煤层顶板,上面的石头要掉了,工人在采掘活动中的时候可以看到。水要出来了也能看见,但是瓦斯看不见。只要开采煤矿,瓦斯肯定无孔不入,所以说瓦斯是最难治理的。这就体现出瓦斯地质图的必要性和紧迫性了。有了瓦斯地质图,就可以把无形变成有形,大家就有共同语言,瓦斯和地质之间的关系也可以搞清楚。当时有这种想法,但是没有形成理论。

新鲜带来的兴趣

记者:第一张瓦斯地质图是什么时候编制的?

张子敏:1983年～1984年,我在贵州呆了11个月,我国第一张省级瓦斯地质图《1:50万贵州省瓦斯地质图》就是我编的。当时我每天最多睡5个小时,查阅了大量资料。资料都是靠人工整理的,工作量非常大。目的只有一个,就是尽快编出瓦斯地质图。生活条件艰苦都不算什么,主要是缺乏瓦斯地质理论指导。

这个图编好以后,杨老我们一起到北京向赵全福总工程师汇报。当时杨老让我给他们讲,至今印象还非常深刻。赵全福总工程师把一些主管司长、处长都叫去,目的就是让他们重视瓦斯地质研究。赵全福总工程师非常认可,后来煤炭部连续下发了几次文件支持瓦斯地质图的编制工作。当时已经立项叫“全国煤矿瓦斯地质编图”。

记者:您提到瓦斯地质图要做好普及工作,这个普及工作是怎么做的?

张子敏:我们主要就是办瓦斯地质图培训班和研讨班,大区一级的我们办了5期。1983年是最早一期,在云贵川西南3省。后来陆续办培训班都是赵全福总工程师亲自下发文件。1984年5月份在山东泰安举办了华北7省瓦斯地质图培训班。培训班所培训的内容就是我们油印的编图细则。当时一办就是一个星期,交通不发达。1984年10月份在杭州办了10省(区)瓦斯地质编图培训班。1985年6月在焦作矿业学院召开全国煤矿瓦斯地质图编图成果交流会。有500多人参加,一些院士也参加了,其中有中科院力学所所长郑哲敏院士等,大家很有兴趣。但是大家感兴趣的大多还是觉得这个新鲜,当然也觉得很有必要,后来培训工作就中断了。

记者:80年代瓦斯地质图培训工作非常密集,为什么现在中断了?

张子敏:杨老很早就思考瓦斯地质图的编制和培训工作,但我们真正做是从1983年开始的。文革影响了瓦斯地质的发展。杨老同样受到冲击,1979年他才从农场回来,到了焦作矿业学院,现在就是河南理工大学。杨老一来就想搞瓦斯地质图。1982年我们向煤炭部递交了报告,1983年批准。杨老和我、陈名强、张克树,我们四个人成立了全国煤矿瓦斯地质编图组,主要是得到了煤炭部总工程师赵全福和煤炭部安全司的支持,后来付建华(现任国家煤监局副局长)管我们。

后来中断原因主要是没有了煤炭部,1987年左右改为国家能源部。后来又成立了中国统配煤矿总公司。后来又成立了中国煤炭工业局,得到了当时张宝明局长和王显政局长的支持,但是煤炭市场不景气。另一方面,2000年以后,煤炭价格上去了,小煤窑遍地开花,煤矿整体数量不清晰了,山西大大小小就有5000多个煤矿。这些因素都影响瓦斯地质图的编制和普及工作。

近几年,编制煤矿瓦斯地质图和瓦斯地质研究得到了国家发改委、国家安全生产监督管理总局、国家能源局、国家煤矿安全生产监察局领导的高度重视和大力支持。国家能源局(国能煤炭[2009]117号)文件“国家能源局关于组织开展全国煤矿瓦斯地质图编制工作的通知”,国家安全生产监督管理总局在河南理工大学建立了“瓦斯地质与瓦斯灾害防治”重点实验室,2009年国家科技部通过了“瓦斯地质与瓦斯治理”省部共建实验室。

瓦斯也是资源

记者:国家能源局这次下发文件启动全国煤矿瓦斯地质图编制和培训工作,这其中传递了什么样的信息?

张子敏:这说明国家对瓦斯地质和编制瓦斯地质图的高度重视,也肯定了瓦斯地质图在指导安全生产方面的作用。煤矿瓦斯地质图的编制工作虽然有所中断,但是我们的研究工作一直没有中断,而且现在我们有了国家级规划教材《瓦斯地质学》,出版了许多理论著作。所以说,我们这些年一直是在打基础,基础打好了,就有了方向,就能更好的解决煤矿安全生产问题。

记者:您能否用具体案例解析一下煤矿瓦斯地质图在指导安全生产方面的作用?

张子敏:2009年11月21日,黑龙江鹤岗新兴煤矿瓦斯爆炸,108人遇难。从根子上说就是对煤矿瓦斯地质规律不清楚。当然鹤岗新兴煤矿瓦斯地质条件很复杂,但是,要杜绝重特大瓦斯突出事故,必须把瓦斯地质规律和瓦斯预测搞清楚,越是难越要搞清楚,从瓦斯地质上找原因。

鹤岗新兴煤矿是低瓦斯矿井,年产100多万吨的矿井全矿井一分钟涌出瓦斯量20立方米。一个高瓦斯突出矿井,年产10万吨煤左右的回采工作面瓦斯涌出量一分钟可以达到20~30立方米。低瓦斯矿井为什么会发生特大型煤与瓦斯突出?

第一,黑龙江中东部处于吉黑造山带。位于西伯利亚板块与华北板块中间的兴蒙褶皱带,两个大板块拼接在一起是发生在燕山晚期。这就说明黑龙江中东部在燕山晚期与华北板块又发生过挤压碰撞;同时,这时期也是太平洋板块对中国大陆东部碰撞作用最强烈的时期。两个板块动力学体系叠加,使得这里构造应力场很强烈。

第二,鹤岗新兴煤矿开采的煤层是早白垩世时期成煤,地质上是中国成煤时代比较晚的。上面直接就是新生代的地层,瓦斯容易风化,所以就会造成鹤岗煤矿瓦斯风化带很深。该矿低瓦斯是由于一直在瓦斯风化带开采。但是瓦斯风化带深度界限又没有搞清楚,瓦斯风化带有的深有的浅。另一方面,这里在中、新生代时期岩浆活动剧烈,大面积火山喷发,煤层上面堆积的主要是火山碎屑岩。有的地方堆积的厚,有的地方堆积的薄,堆积厚的地方,它的封闭性就好,它的瓦斯就高一些。并且早白垩世的煤,岩浆侵入煤层引起煤化程度增高生成瓦斯,岩浆影响不均,生成瓦斯量又不均匀。瓦斯赋存不均匀,瓦斯风化带界限又不明确。这就是对瓦斯地质规律没有掌握。一些专家认为,鹤岗新兴煤矿事故是郑州大平煤矿瓦斯爆炸事故的翻版。假如能把瓦斯地质规律搞清楚,有煤矿瓦斯地质图作指导,至少不会造成这么大的事故。

记者:瓦斯地质图除了指导安全生产,在其他方面还有什么作用?

张子敏:瓦斯储存在煤层里,只要采煤瓦斯就要涌出来。另一方面,瓦斯对煤矿来说同样是资源。过去没有把它看成是资源,处理方式就是直接排到大气,低浓度瓦斯更没有办法用。现在比较严格,因为它是温室效应气体。我们做的煤矿三级瓦斯地质图上面专门标注了瓦斯资源量,矿井、矿区图上都要标注瓦斯资源量。

我们国家地质条件复杂,我国煤层气地面开发难度大,在煤层气利用上落后于美国。美国煤层气一年可以开采上千亿立方,我们国家加上煤矿瓦斯抽采,也就是五六十亿立方。前些年,外国人来中国打煤层气井,但是失败了。我们国家自己也打了不少盲井,一个井100多万元都浪费了。有了瓦斯地质图我们就可以对煤层气资源进行评估,哪些煤层气可以开采,哪些需要技术成熟后再开采,就可以有一个比较正确的导向了。

技术管理第一位

记者:瓦斯地质图对于煤矿瓦斯事故预测的准确率是多少?

张子敏:我曾经给研究生讲过“瓦斯地质博大精深。煤矿瓦斯地质图可以包括采掘工作面、矿井、矿区、省(区),直到中国煤矿瓦斯地质图,各有各的用途。但是首先要编好矿井、采掘工作面瓦斯地质图。要编好瓦斯地质图,首先基础资料要齐全、可靠。同时,必须搞清楚瓦斯地质规律,这里比较难的是瓦斯赋存构造逐级控制理论,哪怕是一个新建矿区中就一个矿井,也必须遵循板块构造控制区域构造,区域构造控制矿区构造,矿区构造控制矿井、采区、工作面,只有这样才能把一个矿井及其采区采面的瓦斯地质规律搞清楚,才能进行准确的瓦斯预测和有的放矢的综合防治。瓦斯地质图是煤矿安全生产和瓦斯资源开发利用必不可少的图件。国家安全生产管理总局下达文件,要我牵头制定“煤矿矿井、矿区、采掘工作面瓦斯地质图行业标准”。

记者:您认为煤矿瓦斯事故频发的原因有哪些?

张子敏:我们国家煤矿灾害严重,一是我国地质条件复杂,从板块构造而言,我国大陆是夹在西伯利亚、印度、太平洋板块中间的小板块,并且主要是由塔里木、中朝、扬子三个小陆块构成。中国的含煤盆地形成以来,尤其是在华北、华南工业发达区开采的石炭—二叠系煤层经历过印支、燕山、喜马拉雅期多次构造挤压、剪切破坏作用,煤层变形强烈,构造煤普遍发育,是造成煤层瓦斯抽采难、治理难的主要原因。因此,我们要加强瓦斯地质基础研究,加强瓦斯测试及其手段研究,编制煤矿瓦斯地质图,并大力宣传和普及瓦斯地质理论知识。

再者就是八九十年代煤矿工人比较正规,职工队伍稳定。后来出现了大量的临时工、合同工、农民工。矿工实际上是一个技术性很强的职业,要求工人队伍要稳定,工人要有一定的文化素质。首先是技术、经验这些方面需要积累,煤矿工人需要有安全生产经验、安全生产知识。当时工人的最高标准是八级工,现在煤矿是不是有这个概念我都不知道了。

人才匮乏制约瓦斯地质发展

记者:这次您在全国煤矿瓦斯地质图编制工作中承担什么任务?

张子敏:“全国煤矿瓦斯地质图编制”工作受到国家发展改革委和国家能源局领导的高度重视,国家能源局文件(国能煤炭[2009]117号)“国家能源局关于组织开展全国煤矿瓦斯地质图编制工作的通知”,国家能源局成立了以方君实司长为组长的“全国煤矿瓦斯地质编图工作领导小组”。2009年6月8日,国家能源局副局长兼总工程师吴吟在全国煤矿瓦斯地质图编制工作启动会上做了重要讲话,动员部署全国煤矿瓦斯地质图编制工作。

我这次是全国煤矿瓦斯地质图编制技术工作组组长。现在我还承担着国家安全生产监督管理总局“煤矿矿区、矿井、采掘工作面瓦斯地质图行业标准”制定工作。采掘工作面、矿井的瓦斯地质图行业标准正在完成,矿区的瓦斯地质图行业标准我们今年年底完成。有了标准之后,下面必须执行这个标准,所有煤矿必须编制瓦斯地质图,这是大势所趋。

记者:目前瓦斯地质研究,瓦斯地质图编制面临的困难是什么?

张子敏:瓦斯地质是一门科学,目前面临的困难主要是瓦斯地质人才匮乏。这需要国家相关部门的支持,需要高等院校来培养,培养高层次的瓦斯地质人才,培养本科生、研究生、博士生。但是目前还没有开设瓦斯地质学这个专业。

在瓦斯地质图编制方面,我们现在有了一些基础理论。比如只有一个矿井的新矿区和一个老矿区相比,编瓦斯地质图除了收集整理资料上有差别,在地质构造分析上基本都是一样的。一个矿井,也要从区域构造演化方面分析,我们提出叫瓦斯赋存构造逐级控制理论。这个理论就涉及到板块构造理论、区域构造理论,还包括现代构造动力学理论。瓦斯预测难就难在把瓦斯地质规律搞清楚。

记者:瓦斯地质学未来的研究方向是什么?

张子敏:有了煤矿瓦斯地质图作基础,下一步就要着手研究瓦斯地质信息化,让瓦斯这个无形的东西可视化,能够在全国范围内共享信息,对信息进行动态管理。一些行业标准专家建议我们首先要搞好培训。80年代培训密集,现在比较少。此外,高层次人才培养工作要尽快落实开展,为我国瓦斯地质学研究补充、储备人才。

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