寧夏賀蘭山地區是我國著名的煤炭產區，山脈北段分佈有40平方公里的優質煤田，煤礦儲量高達15億噸，堪稱一座“煤庫”。可惜的是，賀蘭山煤層的自燃現象也相當嚴重，地下煤火已累計燃盡了3.4億噸煤炭，其中不乏低磷、低硫、高發熱量的優質無煙煤，平均每年造成的經濟損失超過10億元。

尤其是在賀蘭山石嘴山市的汝箕溝礦區，煤層的燃燒已經持續300多年，28平方公里的礦區內大大小小共出現了25個明火區，地下著火範圍每年以10米以上的速度向周邊煤層擴散。對此有網友提問：大量的煤炭資源被白白燃燒浪費掉，為什麼不採用澆水的管道撲滅火源呢？

在回答這個問題之前，我們不妨先來瞭解一下賀蘭山煤礦的“秘密”。

賀蘭山煤礦的秘密

在2008年，寧夏自治區地礦局的考察隊花了整整3年時間勘探了全區的煤炭資源儲量，估計值為20億噸。據調查，寧夏的煤礦主要分佈於3條成礦帶：賀蘭山成礦帶、甯南弧形構造帶以及鄂爾多斯盆地西緣成礦帶。其中，賀蘭山的煤礦儲量尤其豐富，品質優，分佈集中，受到了中國地質礦產經濟學會專家的高度評價。

賀蘭山礦區

眾所周知，煤炭被稱為“黑色的金子”，經濟價值高，市場上每噸售價500~1000元不等。採礦是民間的暴利行業，早在上世紀50年代，賀蘭山的私人礦場就如雨後春筍一般湧現出來，規模大小不一，採礦點呈零星分佈。石嘴山市更是憑藉著豐富的煤炭儲量與大規模的開發迅速崛起，汝箕溝無煙煤分公司也囙此成為了全國唯一一家生產國家標準煤樣的企業。

不可否認，豐富的煤炭資源確實為賀蘭山一帶的經濟發展帶來了豐厚的福利。但由於採礦組織大多都是民間私企，濫采亂挖的現象非常嚴重，缺乏統一的標準化管理。不規範的採礦經營給礦區的安全生產埋下了諸多隱患，導致地面的明火區域越來越大，一度呈現出惡化趨勢。

我國的《煤礦安全規程》對礦區的火灾預警監測早已作出了明確的規定，比如礦區應定期檢查一氧化碳、乙烯等可燃性氣體的含量，還要確定煤層著火的標誌氣體及其濃度臨界值。但是在現實層面，真正落實到位的礦區並不多，盜采、偷采現象時有發生，使得煤層燃燒愈演愈烈。

煤炭開採不規範，為什麼會助長地下煤火的燃燒勢頭呢？

以汝箕溝礦區為例，當地的太西煤中具有高塊煤率、高發熱率、高化學活性等特點，煤層縫隙中瓦斯含量較高，在高溫通氣的條件下很容易發生自燃。人為開挖的地下通道錯綜複雜，大大新增了空氣與煤層的接觸面積，為煤層燃燒提供了良好的輸氧通道，新增了著火隱患。

礦區煤層燃燒的一般模型

另外，某些礦工在井下作業時安全意識較差，甚至在井下生火取暖。尤其在焊接和爆破時，一旦操作不當就有可能成為煤層自燃的直接誘因，從而引發慘重的悲劇。

為什麼不能用澆水的方法撲滅地下煤火？

首先要說明的是，地下礦井以及煤層岩石的縫隙中含有較多的有毒氣體，常見的有一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、甲烷等等，其中一氧化碳、烷烴等均屬於可燃性氣體。另外，褐煤、長焰煤、肥煤、焦煤等不同的煤種隨著溫度的升高，產生一氧化碳等可燃性氣體的速度都會越來越快。比如在250℃時（此時還未達到煤炭的著火點），1克肥煤1分鐘就能氧化產生1.5~2L的一氧化碳，威力堪比“毒氣彈”！

除了人為因素引發的煤層燃燒之外，煤炭本身也具有自燃傾向性，在高溫、空氣流通的情况下更容易自燃。需要特別注意的是，無論是自燃還是人為引起的煤層燃燒，都不能用水來撲滅。這是因為地下煤火的溫度極高，遇水後會形成大量水蒸氣，碳和水蒸氣在高溫條件下會發生化學反應，產生一氧化碳和氫氣。

整個反應的結果就是導致混合氣體的體積迅速膨脹，而礦井和煤層縫隙中的空間有限，相對閉塞，氣壓便會急劇升高。更要命的是在明火條件下，一氧化碳和氫氣還會與氧氣發生劇烈反應，在地下通道內引發爆炸，導致地表塌陷、礦井塌方，後果不堪設想。

事實上，在所有撲滅地下煤火的管道中，用水澆是最不科學的一種，反而會起到火上澆油的效果，並不是明智之舉。

地下煤火到底該如何撲滅？

根據中國礦業大學的相關統計，我國燃燒的煤層有56處之多，總面積約720平方公里，其中有一些明火區已被相繼撲滅。現時，還在燃燒的火區面積約為17~20平方公里，平均每天燒掉1300萬噸優質煤炭，造成了極大的資源浪費。

那麼，對於地下煤火到底該如何應對呢？

現時，我國主流的做法是通過重型設備對燃燒區域進行網格化鑽孔施工。第一步是在燃燒煤層與地面之間打開一條通道，之後向煤層中灌入大量的泥漿。第二步，在冷卻的煤層上再覆蓋一層厚度超過1米的黃土，徹底阻斷地下煤層與空氣的接觸。

在這裡，泥漿一方面起到了冷卻煤層的作用，另一方面填充了煤層的狹小縫隙，隔絕了空氣，進而破壞煤層著火的必要條件。雖然滅火的原理很簡單，但實際上處理的難度卻非同小可，主要是因為地下的煤火很容易反彈。

賀蘭山地下煤火相互貫通

要知道，地下的礦井、礦道一般呈蜂窩狀，彼此緊密相連，大型煤層在地下甚至蔓延數千公里。如果有一處地火沒有完全撲滅，周邊的礦區就有可能重新複燃，類似的案例並不少見。為此，需要專業的科研團隊判斷、分析地下煤層的內部構造，分多個地點逐一清除所有的著火點，才能徹底撲滅地下煤層。

不過也有一些專家認為，地下煤火治理成本高昂而且難見成效，不如換一種思路，反過來利用這一資源。比如在2018年，中國礦業大學的地下煤火研究團隊就攻克了一項科技難關，將煤田火區的熱能轉變成了清潔的電能。

現時，該項科技在新疆烏魯木齊的大泉湖煤田火區已經投入工程應用，100多個小型鑽孔每年可發電200多千瓦，為解决偏遠地區的供電提供了幫助。另外，這張熱電轉化科技還節約了水資源，减少了廢氣、毒氣的產生，對生態環境來說大有裨益，值得推廣借鑒。

對於賀蘭山地下煤層的燃燒，您有什麼看法？