据有关资料记载,汝箕沟矿区煤层自燃的历史已有300余年。
2021年9月,由于煤炭短缺,东北多地进入停电模式。与之形成鲜明对比的是,贺兰山地区每年因自燃而浪费的煤矿达到了110万吨,造成的经济损失高达10亿元。
目前,汝箕沟矿区方圆 28 平方公里范围内共分布 25 处火区,其中 5 处已基本熄灭,剩余火区大多位于深部煤层与陡峭地形区域,治理难度较大。
当地已分批次启动专项治理工程,通过钻孔注浆、地表封堵等综合手段逐步管控火势,彻底清零仍需较长周期。
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有人要问了,不就是着了一把火,派几台消防车,调几架洒水飞机,还能扑不灭?
真要这么简单,这把火也烧不到今天。贺兰山汝箕沟的煤层大火,从清朝乾隆年间就开始烧,一直烧到了今天。
贺兰山汝箕沟的煤为何会自燃?煤层自燃是一种客观现象,往往与煤炭开采过程有密切关系。从贺兰山的煤被发现到现在,已经开采了50多年。
在这期间,违规的小窑开采行为从未中断过。一些工人在井下取暖而未将火源及时熄灭,煤层就被未熄灭的火源引燃了。
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由于太西煤的化学性质很活泼,一旦被引燃是不可能自行熄灭的。
而在燃烧的过程中,太西煤还会释放瓦斯,再加上矿区开采遗留的废弃巷道为火区提供了充足的氧气,这就加快了火区蔓延的速度,新火区不断产生。
这种事全世界到处都有。澳大利亚悉尼往北两百多公里有座山,当地人就叫它"火焰山",科学家测算地下煤层已经烧了大约六千年,比人类的文明史还长。
印度东部的贾里亚煤田,从1916年着火算起,整整烧了110年,一百五十平方公里的煤田上分布着六十多个火点,印度最宝贵的炼焦煤资源正一点点被烧掉。
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美国宾夕法尼亚州的森特勒利亚小镇,1962年因为烧垃圾引燃了废弃矿井里的煤层,火一直烧到现在,六十多年过去,整个镇子的居民几乎都搬光了,邮政编码都被取消了,只剩几个倔强的老人守着老房子。德国、南非、印尼、新西兰也都有类似的烦恼。
每年有这么多煤白白燃烧,自然会产生很多危害。据估算,汝箕沟火区每年自燃的太西煤约115万吨,直接经济损失约10亿元。煤炭燃烧时会往空中排放大量的有害气体。
据估计,这115万吨煤炭燃烧后排放的二氧化硫、颗粒物分别高达5324吨、1.29万吨,这个数字相当于一个中型火电厂排放量的20余倍和200余倍。
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除了污染空气,煤炭的燃烧还会造成土壤中的水分过度流失,加剧土壤养分流失和土地荒漠化,最终导致植物无法生长。
相关数据显示,到目前为止,火区损毁的土地面积已达332公顷。按10米每年的蔓延速度估算,每年汝箕沟被损毁的土地面积将达16公顷。如果这个推论可靠,汝箕沟矿区保有的太西煤将在50年后燃烧殆尽。
那为什么不往下灌水呢?这是最常听到的疑问。听着挺有道理,可实际操作起来处处是坑。贺兰山地处西北,本来就缺水,上哪儿找那么多水往地里灌?就算有水,地下煤层烧过之后变得又松又脆,到处是裂缝和空腔,水灌下去很快就渗没了,根本碰不到真正燃烧的核心区。
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更关键的是,这些燃烧的火是在地下,虽然没有明显的火焰,但温度却高达上千摄氏度。
即便将大量的水浇在上面,等水渗透到地下燃烧的煤层时,便会在上千摄氏度的高温下与碳发生化学反应。只不过生成的不是二氧化碳,而是一氧化碳和氢气,而这些气体又是可燃性气体,只会让火烧得更旺。所以用水是不能熄灭这些燃烧的煤层的。
有人又出主意,把洞口堵死不就行了,没氧气火自然就灭了。想法不错,可煤火烧了几十上百年,地表早被烤得龟裂,到处是透气的小孔,堵得住大洞堵不住小缝。
还有人提议用炸药把烧空的地层直接炸塌,一了百了。试过的国家都后悔了,炸松的地层反而制造出更多通气孔,烟囱效应一来,火烧得更欢。
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汝箕沟矿区并非没有实施过灭火行动。上个世纪90年代,该矿区曾经计划将着火的煤彻底挖除。但由于监管的疏忽,导致一些人在灭火的过程中有机可乘,将珍贵的太西煤偷偷挖走,这个行动也因此被取消了。
如今中国对付贺兰山煤火的办法比较稳妥,也比较费力。先修路让大型设备开进去,然后像织网一样在火区上方密密麻麻打钻孔,往下灌注泥浆和灭火剂,一注就是好几年,让煤层慢慢冷下来。
等温度降了,再在上面盖一米多厚的黄土把透气口全封死。宁夏那边从上世纪末就开始治理,到今天已经扑灭了相当一部分火区,但要彻底清零,恐怕还得再干几十年。
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讲到这里,印度和澳大利亚的脑回路就让人大开眼界。他们算了一笔账:灭火要花几十年几百亿,还不一定灭得干净,煤矿还废了。那何必跟火较劲?干脆不灭了,一边烧一边挖,看谁跑得快。
贾里亚煤田就是这么个状况。这里仍然是机器轰鸣人头攒动的大工地,矿工们在冒着浓烟和毒气的地面上作业,脚下随时可能塌陷成一个火坑。
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澳大利亚那边的操作更直接。
联合国气候变化专门机构这些年多次点名批评贾里亚煤田,说光是这一个火区每年排放的温室气体,就相当于一个中等国家的全年总量。
反观贺兰山,中国的做法虽然慢,虽然烧钱,但方向是对的。
火还在烧,账也还在算。
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