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寧夏賀蘭山煤炭自燃300年,每年燒掉近十億元,為何不用水澆滅

在我國寧夏有一條著名的山脈——賀蘭山脈,它與大興安嶺、陰山、祁連山一同構築了中國北方的天然地理分界線,在它以西是廣袤的荒漠戈壁,以東是中國西部最耀眼的“塞上江南”,它庇護著周圍的萬物生靈,見證了中國北方的滄海桑田、風雲變幻。

寧夏賀蘭山煤炭自燃300年,每年燒掉近十億元,為何不用水澆滅

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賀蘭山盛產煤礦,但賀蘭山中的煤礦中有一個世界難題一直困擾著眾多專家,那就是自燃了300多年的煤層。據初步的統計,因為賀蘭山的煤層燃燒,每年損失將超過10億元,那麼憑藉現在的科技水平,為什麼連一場大火都無法撲滅?

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自燃的賀蘭山煤層

寧夏賀蘭山盛產“太西無煙煤”,這一稀有煤種因具有低灰、低硫、高發熱量等“三低六高”特性,被譽為“煤中之王”“太西烏金”。因為自燃每年都要損失大量這種優質煤,實在令人感到惋惜。

據相關資料記載,賀蘭山煤層自燃迄今已有300餘年歷史,由於歷史悠久,關於賀蘭山煤層究竟是怎樣燒起來的問題並沒有確切的答案,其中流傳最為廣泛的說法是人為因素導致的。

據記載清朝時期,許多工人會在賀蘭山中的小煤窯中挖煤,他們在井下挖煤或者在地表有時會燒火取暖,但在取暖之後由於火苗未被完全熄滅,導致煤層被引燃,火勢逐漸向下蔓延,最終造成了賀蘭山煤層的“自燃”。

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另一個說法就是煤層的確是“自燃”導致的。煤碳實際上並不是碳單質,而是由無數種有機化合物形成的混合物。煤炭在如果表示暴露在高溫條件下會逐漸分解,產生可燃性氣體,同時會和氧氣逐漸發生氧化反應。在緩慢氧化的過程中熱量也會逐漸積聚,使煤層升溫,升溫後的煤層又會進一步加快分解速度,形成惡性迴圈,最終導致煤層溫度超過煤炭燃點從而發生自燃現象。

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賀蘭山平均海拔近3000米,太陽的輻射強度很大,很容易導致地表形成產生高溫,所以這個說法也有一定的道理。

其實在上世紀七八十年代,賀蘭山煤層燃燒的區域並不廣,但到了上世紀九十年代,賀蘭山區中小煤窯到處亂採,在開採的過程中會進一步導致火區蔓延。

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目前賀蘭山煤層燃燒區域主要分佈在汝箕溝礦區28平方公里範圍內,在這些區域一共分佈著大約25個燃燒區域,燃燒的煤層最深可達到地下280米,並且現在還在不斷向下蔓延。

賀蘭山汝箕溝礦區的太西煤探明儲量為5。8億噸,自燃的三百年中,這些煤炭被大量消耗,目前還剩約2。7億噸。

為何不想辦法熄滅燃燒的煤層?

煤層的自燃每年不僅造成大量煤炭資源浪費,同時還給環境帶來了嚴重的汙染。其實專家們一直都想要熄滅賀蘭山中的火焰,但熄滅難度太大,現在根本辦不到!

肯定很多人會想,這有什麼難的,直接用大量的水澆滅不就可以?事實是真的不行。如果用水去滅火,不僅不能將火熄滅,反而會助長煤層中的火勢,使火變得更大。

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之所以會有這種反常現象主要是賀蘭山中的煤燃燒火勢太大,想要澆滅需要一次性灌入大量的水。如果提供的水不足,那麼這些澆入的水還會與高溫煤炭中的碳單質反應,生成一氧化碳和氫氣(這也是水煤氣的反應原理),這些可燃性氣體在高溫下會產生巨大的火焰,將進一步擴大火勢,所以用火澆滅自燃煤並不可行。

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我們知道,想要滅火,另一種常用的方法就是隔絕氧氣,那麼可以將自燃的煤密封住,將這些火給“憋”死嗎?很可惜,理論上可以,但實際幾乎無法做到。

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主要有兩個原因:

第一,由於礦區開採遺留了大量的廢舊巷道和採空區,使地表的大量空氣可以透過這些通道進入地下,能夠為燃燒提供大量的氧氣。

第二,煤炭燃燒產生的高溫會導致岩土分解開裂,結構變得鬆散,導致空氣更容易透入地下,因此在這種岩層條件下,根本無法對地下煤層進行密封,隔絕氧氣熄滅火焰。

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最後即使某個火區被熄滅也不能夠保證該區域不會繼續復燃,賀蘭山汝箕溝礦區中的25個燃燒區域內部很有可能是相通的,因此即使花費高代價熄滅其中的一部分,最後也很有可能會是徒勞,所以目前對於賀蘭山自燃的煤層,目前也是束手無策,不過還是希望能夠早日找到更好的滅火方法,解決這一難題,不要再白白浪費這麼多煤炭資源。

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