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贺兰山煤层已燃烧300年,白烧亿吨煤,每年损失10亿为何不灭?



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贺兰山煤层已燃烧300年,白烧亿吨煤,每年损失10亿为何不灭?

我们都知道在古代,煤炭是每家每户必备之物,冬季老百姓的家里如果没有煤炭,则很难熬过漫长的冬天。即使在现代,我国消耗煤炭的能源占比也是十分高的,尤其是在城镇发展方面需求更高,而煤炭又是不可再生资源,所以按理说我们应该珍惜。



但是,在我国的“塞上江南”宁夏有一座山脉,叫作贺兰山矿产资源非常丰富,地下矿区多达40多平方公里,且不止一层,总量大约在15亿吨左右。就是这么一座宝山,其中的煤层却自燃了300年,每年亏损的钱多达10亿!那么我们为什么会放任它这样烧下去呢?


贺兰山煤层自燃


贺兰山的煤炭



在1561年、1709年、1739年均发生过7级以上地震。有许多国家保护动物,也蕴藏着丰富的煤。贺兰山最有名的无烟煤,就是产于汝箕沟矿区,无烟煤具有“低灰,低硫,高热量”的特点,素有“太西乌金”之称。



  • 煤炭的分类与用途



煤炭的用途广泛,是冶金、化工的原料,也用于燃烧、低温干馏、加氢液化等。其中无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料烟煤用于炼焦、配煤、气化工业;褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。



在内蒙和宁夏都有许多大中型煤矿,如贺兰山煤炭工业基地,这里也有许多稀有的金属资源,铬、镁、铁、磷十分丰富。还有特产:宁夏石(矿石)


贺兰山煤层


煤炭燃烧300年而不灭



  • 煤为什么会燃烧



煤之所以会这么容易燃烧,是因为其性质非常易燃,只要将煤挖出来就可以直接用,这样便捷的同时,也藏了一个很大的隐患



在开采过程中,由于原来藏在地下的煤是与空气隔绝的,但是随着人们的开采过程以及一些地质运动,导致煤层能够与空气接触,而煤炭加上氧气就会产生氧化反应,氧化后的煤因为在地质温度高、气温高的地方呆久了,一旦达到合适的温度点,就会自燃。所以,煤在开采的过程中容易自燃是一个非常客观的现象,不管在哪个地方开采,都很容易碰上煤炭自燃


煤层自燃


据记载,当古代的人们在冬季采矿时,在矿井下由于温度较低,人们会将煤炭点燃取暖。但是在人们走了之后,火种未熄灭,从而引发火灾,当煤层暴露得越多,开采越久,就越会引发煤炭的自燃。



在20世纪50年代,贺兰山的煤炭资源就被看上并加以开采,大大小小的煤窑如雨后春笋一样散布在山脉附近,不少人靠挖煤赚的盆满钵满。这么多年来,人们对贺兰山的开采就没有停止过,尤其近几十年,开采开技术上的革新,导致本来就产生燃烧的小范围自燃煤炭波及到了完好的区域



而且由于以前的环保意识薄弱,有许多贪图暴利的公司对山脉进行了过度开采,增加了山体的空隙,破坏了煤层的密封性,加速了煤层与空气的接触,也加剧了煤层自燃的过程。直到今天,自燃的区域已经占领了汝箕沟矿区面积的12%,且还在以每年占领10来米的速度向周围蔓延


自燃区域蔓延速度极快


  • 煤怎么燃烧



煤炭的自燃也分几个时间段。第一个:酝酿期,也就是在自燃之前,给煤炭创造自燃的条件的时间段。在这个时间段里,被暴露的煤炭会与氧气充分的发生反应释放热量



第二个阶段就是升温期,在发生反应后,还不会立刻自燃,也需要等释放的热量积攒够了,等温度到达60-80摄氏度之间时会加速氧化,到达赤热阶段。最后就是燃烧期了,当温度升温到达300-700摄氏度后,根据不同种类煤的自燃点,会在温度到达热点后相继燃烧起来。



  • 其他地区的情况



土库曼斯坦有一个旅游景点叫做地狱之门,是一个燃烧着熊熊大火长达50多年的大坑。说来这个坑的由来与贺兰山大同小异,原因是人们勘测到地下藏有丰富的天然气,于是打算开采。但是,在钻机工作了没有多久后,地面开始塌陷,虽然没有人员伤亡,但是机器全部掉进了这个宽70米,深20米的大坑中


“地狱之门”


原来,此地的地质为多孔岩石没有支撑力,人们不能在地面进行工作。但是当人们打出了这个大坑后发现,这个坑在不断地释放天然气。



众所周知,当空气中的天然气到达一定的含量时遇到一点明火就会发生爆炸。所以为了安全着想,专家建议主动引燃天然气,免得之后发生爆炸



但是令所有人都想不到的是,本来以为这个洞口很快就会燃完的天然气,硬生生燃烧了50年没有间断,从远处看,这个深不见底的洞口全是明亮的火焰就像是地狱之门。几十年的燃烧,虽然带给了土库曼斯坦较好的旅游业,但是不停的燃烧已经消耗了价值近上百亿人民币的天然气,以及污染周边空气


烧的可都是钱!


煤燃烧带来的危害



在煤层燃烧时,除了会燃烧掉大量的煤炭资源,更会产生一氧化碳、二氧化硫等对人体有害的气体,而贺兰山排放这些有害气体达1.29万吨,山脉附近的PM2.5值更是比较高,给附近的动植物、包括人带来了非常大的危害。



住在周围的人患呼吸道病、肠胃癌的概率比别的地方大很多。再者,煤层燃烧掉了后,土壤会失去养分并且稀松,导致水土流失严重,沙尘暴天气肆虐,植被表层被深深的灰尘覆盖。山体变软,也会致使山体容易坍塌、滑坡,非常危险。


山地滑坡危害人民生命财产安全


怎么灭火?



贺兰山的燃烧可以说是百害无一利,所以我们肯定要想办法扑灭。那为什么我们经过了300年的时间也没有实现呢?首先我们都知道,水灭火。但是,在煤炭燃烧的时候,和水发生接触后产生的化学反应是C+H2O==高温CO+H2,碳加水就得到氢气和一氧化碳,这两种物质在高温下会发生燃烧加大着火的区域



所以,用水来灭炭火是不明智的,除非用一个大坝的水量,但这更加天方夜谭。



那么,消防员说的家里着火可以先隔绝氧气和助燃物的方法可不可行呢?我们知道,贺兰山的地形非常复杂,山高谷深,地质演变史长达20亿年,将贺兰山从一片汪洋变成一座奇特的山脉,里面藏满了丰富的矿产资源。


巍峨的贺兰山


而且,煤层分布范围广、面积大,随着300年不间断的烘烤,即使人们找到了空气入口与排气孔,但是地质的松软已经使得整片区域变成了空气自由来去的空间。还有,多年的开采不仅使得裸露在外的煤层非常多,也使得山体中被钻的大大小小的空洞越来越多,增加了储存空气的空间,让煤层的燃烧火上加油。



另外,天然气过多也是促进煤层加剧燃烧的帮凶。本来当地盛产的太西煤质量非常好,里面的天然气含量高,活性也高,煤层燃烧后难以自然熄灭。并且,由于山林中的天然气也是无处不在的,所以就就算勉强将一处的火熄灭,另外一处也会因为易燃的环境条件而燃起来,更别提天然气也一刻不停地在加剧火区的状况,所以这把火不好灭。


太西煤


目前为止,稍微可行的办法就是:灌浆先剥再灌。要灌浆首先要调浆,将一定比例的泥浆与不可燃物融合往地下燃烧区灌入,先让煤层之间的空气减少使之稍微冷却后,再将火区上方盖上泥土,隔绝空气与煤层的接触,试图将火熄灭。



但是,还是由于地形太过复杂,泥浆到了地下后的不可控性,让人们心里没底,再等待了长时间后,也不知道里面是个什么情况,以至于浪费时间与泥浆。



先剥再灌的“剥”就是将地面有火焰的地方先解决了,才好向地下动手。但是考虑到偷采的情况,不加以严防会破坏治理效果,所以不论是哪种方法行动起来都是非常困难的。


煤层自燃治理任重道远


如果一直燃烧会怎么样



在没有其他办法的情况下,我们只能任由贺兰山继续燃烧下去。在20世纪50年代勘探队对贺兰山进行煤炭资源普查时所知,这里的矿区面积达40平方公里,大约有15亿吨左右的煤储量。而且纵向有九层煤,太西煤(因汝箕沟地处太原以西)质量尤为突出,并通过“三低六高”特性而被成为全球范围内的煤中之王。



但是,燃烧使得汝箕沟矿区本来有5.8亿吨的太西煤,如今只剩下2.7亿吨的储量,剩下的只需要22年的时间,便会燃烧殆。每年烧掉115万吨太西煤,价值能达到10亿元左右。加上其他的煤类,白白燃烧掉的煤已达上亿吨。而根据研究人员判断,再过50年,汝箕沟矿区其他的煤都会尽数燃烧干净


太西煤


结语



国家在贺兰山的治理上已经投入了不少的精力与金钱。如今在政府与人民的努力下,25个火区已经熄灭了5个。我们在这场保卫战中,需要更加地有决心、有信心,多植树造林,坚决打击非法开采的行为!



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