贺兰山煤层已燃烧300年，每年净损失10亿元，为何不赶紧灭火？

《西游记》曾经描述过一座八百里火焰山，它燃烧了上百年也不曾熄灭，而在我国还真的有一座这样的“火焰山”。它就是已经燃烧了300多年的贺兰山汝箕沟矿区。

汝箕沟矿区是一座巨大的煤矿，其中拥有上亿吨的煤炭资源，然而这些丰富的煤炭资源却一直在白白燃烧，无法被开发和利用。

我们不禁要问，为什么现代科技如此发达，却依然无法扑灭这座火焰山，从而“抢救”这些煤炭资源呢？

煤炭燃烧现象

宁夏贺兰山汝箕沟矿区的煤炭资源十分丰富，整个矿区共有6处煤矿，而且这些煤矿大部分都是优质的“太西煤”。具有“三低”、“六高”的特点。

三低是指低灰、低硫、低磷，这使得煤炭在燃烧时产生的污染较少；

六高是指高发热量、高比电阻、高块煤率、高化学活性、高精煤回收率和高机械强度的特点，能够有效提高煤炭利用效率，所以被广泛用于有色金属和建材行业。

有人估算，贺兰山原本的太西煤储存量是5.59亿吨，经过几百年的开采，现在至少还有2.77亿吨。然而这些优质煤炭却在被白白损耗，每年自然燃烧就能消耗115万吨煤，损失高达十个亿。如果说，按照这种损耗速度来看，那么贺兰山煤矿还能够支撑很久。

但是由于最近几十年来的“开膛破肚”式的开掘，不断开挖小煤窑，导致矿区“四面漏风”。这些历史遗留问题加剧了煤炭燃烧的损耗。以至于今天在汝箕沟矿区中已经形成了25处火区，占整个汝箕沟矿区面积的12%，而且还在以每年15米左右的速度向四周延伸。

“火焰山”的扩张除了加剧煤炭资源的损耗外，还会产生二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物等有害气体，造成加剧空气污染、酸雨和温室效应。火区的扩张直接焚毁了周围的植被，危害保护区内的野生动物，给贺兰山的生态保护工作带来了很大的困难。

煤矿燃烧

这些煤矿究竟是如何燃烧起来，并且在300年的风雨中从不熄灭的？

其实，贺兰山煤矿的燃烧并不是人为纵火形成的“火焰山”，而是煤层发生的自燃现象，本质上是煤炭和氧气经过一系列物理和化学反应的结果。

煤矿因为地质运动等原因，露出地表或者通过地洞与外界接触，在风化、流水侵蚀或者生物作用下，形成了较多的粉煤或碎煤。煤堆中存在很多空隙，在低温和通风良好的情况下，能够吸附更多的氧气进行氧化反应，释放出大量的热能，并且储存在煤堆中。

煤层自燃示意图

在这种稳定的通风条件下，微生物会促进煤炭发酵，并放出一定的热量。当煤自热温度升到70℃以上时，煤炭的氧化作用加剧，温度开始快速升高。尤其是处于下层的煤堆，散热能力很差，热量能够很快积累达到300到500度的时候，煤层就开始自燃了。

煤层能够自燃可以理解，但是它又为什么能够一直燃烧，在300年时间里从不熄灭呢？

换一个说法就是，为什么在300年时间里，这些煤层没有被雨水浇灭？

这与贺兰山的气候有很大关系。贺兰山位于宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处，以干旱半干旱气候为主，全年干燥，降雨非常少。而且由于日照时间长，有利于地表积温。在这样的气候环境下，暴雨和暴雪是非常少的。

即使有降水也无法熄灭这层燃烧的煤层，因为水在高温下不仅不会熄灭煤炭，还会与煤炭反应产生水煤气，也就是一氧化碳和氢气的混合气体。

另外，高温的煤炭碰到低温的雨水会热胀冷缩，煤炭很有可能碎裂开，那样与氧气的接触面积就会增大，烧得更加厉害。

而且燃烧的煤层非常深，可能表面的煤炭被浇灭了，但是煤堆内部依然在剧烈燃烧，只要里面有一点星星之火，整个煤山就总是会再次复燃。理论上说，只有在瞬间将燃烧的煤炭用水浇灭才可能彻底解决这一问题。但是火区的分布非常广，加上矿区纵横交错，内部情况复杂，实际操作难度高，成本大，所以用水灭火在这里反而是最不科学的选择。

贺兰山火区分布图

熄灭“火焰山”，还是直接利用？

目前我国乃至全世界，普遍采用两种方法来熄灭煤层火区。

一种方法是把泥浆灌注到煤堆表面，通过阻隔大风和氧气的方法，延缓煤炭的燃烧。

另一种方法是在煤炭采空火区地表进行钻孔，压注高分子复合胶体泡沫或者粉煤灰，来降低火区温度，同时还能起到隔绝氧气的作用。

依靠这些方法，能够有效地解决一些埋藏浅、燃点低和煤层较薄的矿区着火问题。比如：新疆曾经有9处重点煤层，通过这些方法完成了灭火任务，累计治理灭火面积207.9万平方米，保护煤炭资源1.6亿吨。

宁夏曾经专门出资金成立过一个灭火公司，工人用水泥把小煤窑的入口全部封死，将主要的出烟口堵住，再使用土沙石填埋逐个熄灭火区。一些较高的煤堆中间是中空的，非常危险，也不易填埋，只有炸平以后再填埋。这一方法或许能够让贺兰山在5年内彻底熄火，起码可以大幅延缓燃烧速度，为后续处理营取时间。

实在熄灭不了，可不可以就地开发利用地热呢？比较这些煤矿烧着也是白白浪费，这么现成的能源，用来发点电炒菜做饭也算是物尽其用了吧。

贺兰山煤矿最深处约五百米左右，浅的地方七八十米深。相较于开发地下几千米的热岩，和水下几千米的可燃冰，开发这些煤炭应该没有太大的技术问题吧。

可燃冰

不过问题在于，大部分燃煤的地表温度并不是很高，有裂缝的地方平时只见烟尘和气体冒出，火源却埋藏很深。所以说在这里建地热发电站的效率可能比较低，而成本却很高。这就意味着，开发这里的地热能是不赚钱的买卖，企业自然是没有兴趣的。

地热开发

所以说，“火焰山”的问题只能缓解，无法根治。这就需要加强对露天煤矿自燃现象的预防和防灭火处理，这是一项较为系统的工程。需要我们不断提高防灭火技术水平，研究出更为先进的防灭火技术和手段，加快对露天防灭火管理和投入的力度，各个部门相互协作，从而更好的提高煤炭的质量，确保矿山生产的安全。