贺兰山的煤炭燃烧是一个长期存在的问题,尽管水是常见的灭火介质,但直接用水扑灭贺兰山的煤炭燃烧可能会带来更多的问题。以下是几个原因:
煤炭的燃烧是发生在地下的,而且通常伴随着瓦斯和一氧化碳等气体的产生。如果用水直接扑灭,大量水会迅速蒸发变成蒸汽,这些蒸汽有可能与地下的煤炭和气体混合,产生爆炸或燃烧的风险。
水和煤炭混合后,会形成粘稠的泥浆,这种泥浆很难被清除,会堵塞矿井和隧道,使得灭火工作更加困难。
直接用水扑灭煤炭燃烧,可能会对环境造成影响。例如,水流会携带煤炭颗粒和污染物进入地下水或地表水,造成水体污染。
在某些情况下,用水扑灭煤炭燃烧可能会产生反作用。水虽然可以降低煤炭的温度,但如果没有足够的水来完全覆盖煤炭表面,煤炭可能会变得更加干燥,燃烧得更旺。
因此,对于贺兰山的煤炭燃烧问题,不能简单地用水直接扑灭。需要采取更复杂、更科学的灭火方法,如使用泡沫灭火剂、窒息灭火、降低氧气浓度等。同时,也需要考虑环境保护和安全措施,确保灭火工作的顺利进行。
烧了300年!至今没停,每年烧损太西煤量约115万吨,直接经济损失约10亿元,专家预测50年后,汝箕沟矿区保有的太西煤可能燃烧殆尽,仅有的特殊资源将消失,什么情况?2021年,我国对贺兰山的煤炭燃烧再次调查,证实了贺兰山的煤炭在持续燃烧,烧了300年都没有停止下来。
并且火区的燃烧还释放了大量的颗粒物,二氧化硫就达1.29万吨和5324吨,相当于一个中型火电厂排放量的269倍和24倍。所以这引发了不少人的热议,那就是贺兰山的煤炭一直都在燃烧,为什么不能用水直接扑灭?
贺兰山煤炭
贺兰山是我国自然资源非常丰富的地区,野生动植物群体十分地庞大,其中重要的林区植物又高达665种,而动物有180余种,所以是一个完整的生态保护区域。而矿物质资源也很多,所以在这个地区建立的“矿场”也是多不胜数,按照公开的资料显示,大型的矿区都有10座左右。
其中针对煤炭资源的开采是最大的,我国山西长期以来具有“煤都”的说法,也就是因为煤炭较多的原因,其中贺兰山的煤炭最神奇。在20世纪50年代的时候,就已经探索出有9层煤,矿区面积40余平方公里,贮量约15亿吨的煤炭区,所以存储量非常巨大。
当然要说“煤中之王”就是我们说的太西煤了。所以说白了,贺兰山煤炭就是我国主要的煤炭区域,所以是中国的煤炭中心,当然各种优质煤基本上也是在这个地区开采出来的,看到贺兰山煤层自燃三百年,每年损失10亿元,竟然没有将其扑灭,肯定很多人都感觉到很惋惜。
为什么贺兰山的煤炭一直都在燃烧?
贺兰山的煤炭燃烧也是没有办法的问题,因为这是属于矿区。而通过分析来看,贺兰山的煤炭燃烧主要是曾经留下的“伤疤”。在贺兰山开采丰富矿物的初期,根本没有在意对贺兰山的破坏问题,不断释放资源“红利”、支撑当地工业经济,随着队伍的不断扩大,所以贺兰山的矿区也经历着难以避免的人为破坏。
成百上千的矿物企业也就出现了,各种污染也就出现了,所以完全还是对贺兰山的一次破坏。而在当时进行开采的时候,矿工们也完全没有在意火点的问题,工人在井下取暖或地面火未熄所致。火区向深部蔓延燃烧,在小煤窑坑口越多、采空区范围越大的地段,火区燃烧面积也越大。
所以加上又没彻底进行火区的扑灭处理,贺兰山的火区就逐步扩大起来了,我们上面也提到了一个数据——煤田有9层煤,一旦一层燃烧起来,那必然就难以处理了,加上这些煤炭还是在“大气之中”,燃烧具有氧气的支撑,也将是更加地强大。如今,汝箕沟矿区28平方公里范围内,零星分布着25处煤层自燃形成的火区。
火区影响总面积已超3.3平方公里,最深达280米,且以每年14米至16米的速度向周边蔓延,最深达280米?这个完全是没有办法挖,没办法隔离,所以给灭火带来的巨大的难度,这也是为何如今还在燃烧,难以进行扑灭的原因之一。
为什么不能用水直接扑灭?
我们竟然知道了这么强的煤炭燃烧,并且火层也这么大,对扑灭来说肯定是非常困难的,用水来灭不然也不行了,我们说几点原因就行。
第一、 煤炭燃烧必然会消耗周边的氧气,同时产出大量的二氧化碳,这对人来说,要在这样的工作环境之下,强力的工作,这一点就不现实。
第二、 在高温雨水的情况之下,我们都知道可能产生更多污染性的物质,二氧化碳在高温、水等因素之下,可能出现化学反应,产生一氧化碳、氢气等物质,那这又有概率是出现“火上浇油”的情况,让其燃烧变得更强,所以这完全是灭不了,反而会变得更加极端化,除非是源源不断地水浇,还有一定的可能性。
大家应该知道,天降雨水这300年都没有将其灭掉,人类的水扑灭基本上也是徒劳无功,所以综合情况来说,水直接扑灭的可能性几乎为0,大家想到的科学家们都已经想到了,都没有找到合理的方法来进行灭火,更加别说我们这样想的,完全是不可能的事情。
所以就看这两点的问题,都不太可能有这个可能性进行扑灭,只能想其他办法了,确实有点可惜了,因为这么多优质煤炭在持续燃烧之中,如今还没有办法完全将贺兰山的火灭掉,只能看后面有没有办法,如今说用火扑灭真的很难。
贺兰山是个名副其实的“火焰山”,28平方公里范围内,分布着25个火区,没日没夜不停 的 燃烧,燃烧时间超过300年,并且每年以16米的速度向周边蔓延。
煤炭被称为“工业的粮食”,自古以来就是人类重要的矿物资源,从十八世纪开始,煤炭就成为了人类世界的主要能源之一。
我国是煤炭大国,已探明的煤炭储量仅次于美国和俄罗斯。我国北方的煤炭主要集中在内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南六个省份,占全国煤炭资源的 50% 以上。
在宁夏与内蒙古交界处的贺兰山,这里的煤炭有些特殊,这里如同《西游记》里的火焰山,煤层在没日没夜的燃烧,平均每年烧损的太西煤为 115万吨 ,直接经济损失超过 10亿元 。
那么问题来了,贺兰山的煤炭为何一直燃烧?为什么不用水直接扑灭?
接下来让我们一同探讨下这些问题。
贺兰山的煤炭为何会一直燃烧
贺兰山的煤炭一直燃烧了300年时间,主要是自然因素和人为原因两方面造成的。
1、自然因素
煤炭自燃是很常见的化学反应,比较公认的说法是 “煤炭复合作用学说” 。
当地下的煤层有机会和空气接触时,煤炭吸附氧气并产生氧化作用,氧化产生的热量使煤炭持续升温,温度一旦超过 60—80℃ 的临界温度,氧化反应加剧,出现干馏反应,生成一氧化碳等可燃性气体。
这时候的煤炭呈赤热状态,自身温度还在继续升高,热解作用加速进行,煤炭开始冒烟, 当温度上升到煤炭自燃临界值时 ,就会发生自燃现象,地下的煤炭自燃后,逐渐向着上方煤层燃烧。
贺兰山的煤炭,特点是容量小、表面积大,疏松多孔、易于燃烧并且产生的热量高, 更容易与空气发生氧化反应 。而且,由于太西煤变质程度很高,瓦斯含量大,所以目前不光是煤在烧,大量瓦斯涌出也参与燃烧,加快了贺兰山煤炭的燃烧速度。
2、人为因素加剧燃烧速度
从清朝开始,人们就已经开始在贺兰山开采煤矿,到了现代,贺兰山煤炭更是我国重要的煤炭产地之一。在上世纪50年代,当时煤炭的开采流程不规范,很多私人小煤窑胡乱开采,大大小小的矿坑到处都是, 地下的煤矿通道挖 的 面目全非 。
在这种粗放的开采方式下,贺兰山地下煤层与氧气接触的机会大大增加,也就加剧了自燃的几率。
除此之外,由于管理不严格,矿工还在矿区内烧火做饭等使用明火的行为,由于没有及时的灭火,这些明火难免会掉落到矿坑中,引起煤炭燃烧。
贺兰山煤炭燃烧了这么久,都造成了哪些不利影响
影响一:煤炭自燃产生的有害气体,危害周围矿区和居民的健康
众所周知,煤层在燃烧的过程中释放出大量烟气,烟气中含有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害气体。这些有害气体不但对大气环境造成破坏,还会向周围扩散,影响其它矿区和居民的生活环境。
数据显示,贺兰山煤炭自燃每年排放的颗粒物、二氧化硫就达 1.29万吨 和 5324吨 ,相当于一个中型火电厂排放量的269倍和24倍。
影响二:对土地资源的破坏
煤层燃烧,会造成山体 破裂、塌陷 等地质灾害,被大火侵蚀过的土壤失去养分并造成土质疏松,进一步造成 水土流失 和 土地荒漠化 。一些山头也被煤层大火烧塌,山体由原来的青灰色烧成了红褐色。
除此之外,地表高温还会造成植被大面积枯萎,不光是自然植物无法生长,就连矿区周围的土地,受到高温的影响,无法栽植任何农作物。
影响三:危害贺兰山自然保护区的野生动植物
贺兰山不但有大量的煤炭,还有森林资源丰富的贺兰山自然保护区,保护区内的野生动植物品种繁多,光是重点保护动植物就有 20余种 。
贺兰山汝箕沟是距离保护区最近的矿区,这里的 火区已经和贺兰山保护区连成一片 。火区内弥漫的有害气体和产生的高温,对保护区内的动植物造成了严重的危害。很多珍贵的植物枯萎死亡,就连野生动物的迁移也受到了影响。
影响四:造成大量的经济损失
贺兰山煤炭资源主要以太西煤为主。太西煤的特点是低磷、低灰、低硫和高热量,被人们称为“煤中之王”,主要用于冶金、化工等行业。根据专家估计,贺兰山每年自燃损失掉的太西煤大约为115万吨,直接经济损失10亿元。
贺兰山的煤炭一直都在燃烧,为什么不能用水直接扑灭?
原因一:贺兰山地理位置特殊
贺兰山深入内陆,是我国一条重要的自然地理分界线,它不但是我国河流外流区和内流区的分水岭,也是 季风气候 和 非季风气候 的分界线。除此之外,贺兰山还是我国年 400mm等降水量线 。
由此就可以看出,贺兰山的气候十分干燥,年降水量非常少,想要依靠降雨来扑灭贺兰山燃烧的煤层,根本是不可能的。
原因二:煤层燃烧位置深,根本无法用水扑灭
贺兰山除了靠近地表的煤层在燃烧,还有一部分比较深的煤层同样在燃烧。目前已知最深燃烧点,在 地下280米 处的煤层。
对于那些深处燃烧的煤层,并不是随便挖个深洞,然后插根管子往里面注水就可以的。先不说这样的灭火方式能不能有效果,单说挖洞这一项就不可能完成。煤层在燃烧释放大量有毒有害气体,同时还有强烈的高温,地表上的工作人员根本忍受不了。
原因三:水会成为煤炭的助燃剂
水对阻隔氧气、扑灭火势的确能起到良好的作用,但在一些特定的环境下,有些火势是无法用水来扑灭的。
首先, 燃烧的煤炭与水会发生化学反应 ,产生一氧化碳和氢气,氢气与氧气在高温环境下容易产生爆炸,一氧化碳还会加剧火势燃烧。
其次,把水注入到深处的煤层中,水分吸收煤层大量的热量, 导致煤层出现断裂 。煤层断裂后,更多的空气会涌进来,与没有起火的煤层接触,造成火势蔓延。
说在最后
想要扑灭贺兰山煤层大火,最不能用的就是水,一是不能起到效果,二是还会加剧煤炭的燃烧。对于贺兰山煤炭燃烧,主要以“剥离+注浆灌浆”为主,采用地表封堵、泥砂灌浆、注入阻燃材料等方式。
贺兰山煤炭一直燃烧,虽然有自然因素的存在,但人为因素才是让贺兰山煤炭燃烧加剧的根本原因。在上个世纪90年代,很多人打着灭火的旗号,到贺兰山私采、盗采煤矿资源,进一步加剧了贺兰山煤炭燃烧规模。
如果只是简单能用水来扑灭的话,那或许贺兰山底层煤矿也不会熊熊燃烧三百多年,煤炭作为一种不可再生资源,其价值于人类社会来说实在太大。尽管我国目前在逐步实行“煤改电、煤改气”的战略,可在我国相当一部分农村地区,电和天然气还没有被送到,所以他们仍然在使用煤炭来供暖。国家之所以实行电气换煤的战略,主要就是为了防止环境污染。
贺兰山的煤炭储量虽然不能说是高居世界首位,但贺兰山的煤炭质量却可居世界首位,每年一些周边国家对我国煤炭的需求量很大,对贺兰山煤炭的需求量则更大,因为贺兰山的“太西煤”具有“三低六高”的特性,自新中国成立以来,国外对太西煤的需求一直都是供不应求的状态。关于贺兰山煤层燃烧的记载,最早可以追溯至清代,从清代绵延至今,这把“贺兰山煤层之火”从未熄灭。
《西游记》的火焰山一般被认为是新疆吐鲁番的克孜勒格塔山,因为吐鲁番的这座山意为“红山”,据说当年八六版西游记火焰山的拍摄地点就选在了这座山。 但其实论其真实程度来讲,中国火焰山的帽子倒应该戴在宁夏的贺兰山头上,因为贺兰山底下的那团“地火”已经燃烧了三百多年。就目前现状来看,我们依旧没有办法让这团地火熄灭,只能任其生生不息。
(一)贺兰山煤炭的价值和影响
你可能有所不知的一点:贺兰山煤层早在公元1272年就被发现了,而且发现贺兰山煤层的人并非中国人,而是那个在元代来中国西行的意大利使者马可·波罗,而关于发现贺兰山煤层的记载,更是出自于他手下的那本著作 《马可·波罗游记》 。在这本书当中,马可波罗亲切地称呼,在贺兰山发现了一种“黑色的、会燃烧的石头”,这便是贺兰山煤炭的首次问世。
贺兰山煤层被真正作为资源开采的时间,大概是在上个世纪五六十年代。上个世纪五十年代初,为更好地应对国家需求,当时我国先后派出多支地质勘探队深入贺兰山间,短短时间之内就发现贺兰山蕴藏着巨大的煤炭资源。光煤层就发现了九层,矿区面积高达四十多平方千米,煤炭总储量约在15亿吨左右。
贺兰山位于宁夏回族自治区和内蒙古自治区的交界边缘,而贺兰山主要煤层就分布于贺兰山北部,因为该地煤炭储量实在巨大,而且太西煤的质量较高(被称为世界“煤中之王”)。所以当时政府便在宁夏设立了省内第一个煤炭资源基地。
随后伴随着生产力的发展,以及一些私营企业的发展,在当地政府的允许下,依靠着贺兰山巨大的煤炭储量,在内蒙古和宁夏的地界内,一时之间,便有许多家大中型煤矿企业应时而生,如雨后春笋一般。
单独将贺兰山煤炭中的 “太西乌金” 拿出来, 太西乌金就是上面一直强调的太西煤 ,至于太西煤本身具有的“三低五高”其实就是它价值之高的根本原因。简单来讲,国外一些国家对太西煤的需求量,之所以会远远超过其他矿区的煤炭品种,就是因为 太西煤污染少、热量高、回收率好 。据悉, 2008年每吨太西煤达到了1750元的高价。
(二)煤层自燃的现实原因和必须面对的现状
当专家被记者问到:“您认为这种自燃的煤层有没有可能自然熄灭?”
专家几乎毫不犹豫、斩钉截铁地回应:“答案非常遗憾,没有可能。”
尽管贺兰山地下煤层是自燃引起,可却没有自然熄灭的可能,言外之意就是,必须进行人为干涉才有可能熄灭。可几百年时间以来,不可能没有对之进行过人为干预,只能说,在一定程度内,人为干预熄灭这团燃烧几百年的地火,同样机会很渺茫或者没有可能。其实,除了煤层自燃的因素在其中,人为因素导致煤层自燃同样不可忽视。
自上个世纪五十年代以来,在国家的扶持和当地政府的允许,人类开始有目的地对贺兰山进行了煤炭开采,伴随着施工队伍数量的增加,人类开采煤矿的举动对贺兰山形成了极大的干扰和影响。乱山开采、传统方式开采等不合理开采手段,再加上防护措施做得不到位,很多矿洞被打出来之后,造成了更大的山体空间,这就会导致地下煤层和氧气的接触面积增大。
按照贺兰山煤层三百年的燃烧史来看,专家之所以敢说“没有可能自然熄灭”,那肯定就有其可以立得住脚的支撑点。大面积对贺兰山煤层进行开采是在上世纪五十年代后,早在这之前,这团贺兰山地火就已经开始自燃,伴随着大大小小矿洞的开挖,再加上一些矿道的疏通,只能越来越加大氧气和煤层的接触面积,一些废旧矿道没有合理填充,这对于燃烧着的煤层来讲,等同于给其提供了继续熊熊燃烧的供养疏风通道。
在许多的灭火措施当中,或许在很多人眼里,觉得特别疑惑:为什么在这些灭火方案里,没有发现“用水浇火”的字眼呢?对于我们凡夫俗子来讲,用水来灭火是最为恰当的方法。可大家考虑过没有,贺兰山煤层共分为九层,而且燃烧的煤层在底下几层,如果用水来浇灌选择扑灭地火的话,一些浅层煤炭可能会“受益”颇深,但对于了解地质构造的人来讲,人为输送的这些水或天降雨水根本到达不了燃烧层。
(三)煤炭燃烧的危害,算是对人类社会的报复
有专家预言,等到贺兰山煤层全部燃烧完毕之后,贺兰山北部将会画风突变,迎来绚烂的丹霞地貌。至于为什么? 就是因为铁元素经过燃烧之后会历经“二价铁到三价铁”,三价铁的颜色就已经是红色了。 当然,丹霞地貌或许是贺兰山北部经过煤炭燃烧后永远都形成不了的模样,用准确一点的话来讲,等到煤炭燃烧完毕,应该可以形成类似丹霞地貌的山体面貌。
至于煤炭燃烧的危害,想必大家都有所耳闻,甚至对于一些使用过煤炭的人来讲,身边也有一些经典的煤炭中毒例子。二氧化硫和一氧化碳是煤炭燃烧后的主要有害气体,觉得多数人在家煤气中毒,主要就是因为这两类有害气体对人体的侵害。每年几千吨煤炭会被白白的燃烧掉,很多人把它比作火力发电,可这些白白浪费掉的能源,我们真的无福消受。
除了对人体和环境的污染,同样也会造成地质性灾害,这团地火熊熊燃烧下去,很可能会造成深层地质夹层下陷,从而导致贺兰山表面山体崩塌、陷落、裂缝等地质灾害,如果贺兰山只是一座光秃秃的山,那倒也罢。可贺兰山上有浓密的植被覆盖,经煤炭污染,这些植被的土壤环境会遭到损害,土壤养分也会逐渐流失,最终影响和破坏植被覆盖面积,加重加大荒漠化和水土流失。
按照贺兰山每年燃烧掉的煤炭量来判断,如果按照预期燃烧的话,那贺兰山所有煤层被白白燃烧殆尽,应该需要五十年左右的时间。在这五十年时间以内,如果我们还是没有太好的办法对之进行人为干预熄灭,那将会眼睁睁地看着高达几亿吨的煤炭凭空消失在眼前。恐怕煤炭真正燃烧完的那一天,贺兰山北部连同整座贺兰山都会满目疮痍、惨不忍睹!
最近媒体爆料,贺兰山煤层燃烧,每一年损失百万吨燃煤,直接经济损失超过10亿元,贺兰山的煤层燃烧是历史遗留问题,这些煤层已经燃烧了300年,是历史上因为一些特殊的原因导致的燃烧,而且过去一直都没有进行有效的灭燃,一直遗留到现在,直到最近被媒体报道出来。
受到燃烧影响的区域,曾经探测储量达到5.8亿多吨,经过多年的开采,现在还有约2.7亿吨左右的还没有开采出来,这些是燃烧区域附近的煤层情况,而在这个范围之内,约有6700万吨左右受到煤层燃烧的威胁,自从2017年开始进行整治开始,煤层燃烧问题一直都是最难解决的问题。
为什么会燃烧,其实是历史上的开采不规范导致的,也就是说过去很多年前,开采贺兰山煤矿的时候,用的方法是直接开膛破肚式的方式开采,比较不合理导致了煤层自然的隐患的出现,而煤层自然产生的有害气体对周围的人和动物以及环境造成巨大的危害,这些都是正常巨大问题的原因。
贺兰山地处宁夏,属于西北地区,干旱少雨,是比较缺水的地方,每一年的降水量其实比较稀少的,一年的雨水其实不足以浇灭大量燃烧的煤层,而且煤层的燃烧是非常深的,就算你能浇灭表面的火,但是深处的火也是浇不灭,同样会一直燃烧蔓延,所以通过浇水的方式行不通。
由于开采的方式不一样,属于不合理的方式,所以导致了煤层燃烧范围非常宽,到处是巨大的沟壑,用水的方式根本不可能做得到,煤燃烧基本上不可能通过这种方式来浇灭,少量的水对于燃烧的煤来说不但不起作用,反而还会造成相反的意想不到的后果,燃煤火灾,特别是大范围的,都不会用水来灭火。
特别是煤矿场地产生的煤炭自然,用水是最不科学的方式,而煤矿自燃这种事情,有一些专门的方法,一般是隔离燃烧点让煤炭烧完然后自己熄灭,还有就是永远阻隔技术,第三就是灌胶技术,在燃烧处外层喷洒一种可以隔绝的胶状物质,让煤与空气隔绝,慢慢的燃烧后熄灭,还有一些方式,只是对于贺兰山这样的大范围自燃现象,普通的灭火方法根本不起作用,还需要更科学的方式才行。