如果在你的面前堆滿3000億元放火燒掉,你會是怎樣一種心情?賀蘭山的煤炭,就是這樣一種情形,每年因自燃而燒掉的煤炭價值10億元,而這把火已經燃燒了300多年。
1、太西烏金
“黑色的金子”,“工業的食糧”,這是人們對煤炭的美稱。這種由古代植物深埋藏地下后,經過復雜的生物、化學、物理變化而形成的可燃性礦物,在人類生產、生活中占有重要的地位。
賀蘭山脈位于寧夏與內蒙古交界處,南北長220公里,東西寬20~40公里。山脈南段山勢緩坦,北段山勢較高,海拔2000~3000米。
就在賀蘭山北段的地下,埋藏著豐富的煤炭,煤礦儲量約15億噸,而2016我國煤炭全年的產量是34億噸,由此而知它在我國煤炭行業的重要性。
而更重要的是,賀蘭山汝箕溝煤礦出產的“太西煤”尤其出名,它以低灰、低碳、低磷、熱量高、回收率高等特點被譽為“世界煤中之王”,是名符其實的“太西烏金”。
2、一把持續了300余年的大火
可是,在賀蘭山汝箕溝卻有個奇特的景象,一到晚上,整座山就是紅彤彤的一片。如果走近一點,透過巖石,你甚至可以看到山體內部就像一個燃燒著的鍋爐爐膛!
原來,賀蘭山的煤炭在燃燒!這種燃燒在行業內稱為煤層自燃。
我們知道,燃燒必須同時具備三個基本條件:可燃燒物、火源、氧氣,煤層自燃也不例外。
首先,煤炭本身就是一種可燃物質;其次,空氣中含有大量氧氣;再次,也是最為關鍵的是,賀蘭山充足的日照和劇烈的氣溫變化,一旦遇到雷擊、森林火災或者不當的采挖、焚燒行為,都可能導致煤層起火,導致自燃。
據記載,賀蘭山煤礦自燃早在清朝時期就開始了,至今已燒了300多年。自燃區域主要集中在汝箕溝,礦區28平方公里的范圍內,分布著25處自燃區,并且火區還在以每年14到16米的速度向周邊蔓延。
礦區內約有6700多萬噸受到火區影響。如果以這樣的速度燃燒下去,只需要58年左右就會把整個礦區所有煤燒掉。
3、地下煤火的危害
煤層自燃所造成的影響巨大,波及面十分廣泛,涉及經濟、環境、人文等多個方面。
首先,巨大的資源浪費和經濟損失。汝箕溝礦區現在每年燒損的太西煤量約115萬噸,直接經濟損失高達10億元人民幣。這些在我國能源供應中占有重要位置的煤炭,就這樣白白浪費了,確實令人心痛。
其次,土壤極度惡化。煤層自燃將礦區地表燒成一片焦黑,炭火所過之處寸草不生,土質松脆、沙化,極易發生山體滑坡、地陷、塌方、土質沙化等自然災害。
再次,釋放大量有毒氣體。由于煤層自燃,產生大量一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體,數據顯示,汝箕溝礦區每年要向大氣排放1.29萬噸顆粒物和5324噸二氧化硫。
經濟上的損失,我們可以賺回來,但是因煤炭自燃而破壞的生態平衡,影響可能會持續成百上千年,這是再多的錢也換不回來的。
4、水能滅掉地下煤火嗎?
常言說:水能克火。賀蘭山的地下煤火,能用水來滅掉嗎?
理論上是可以,看實施起來有兩大難點:
一是,水量的大小有講究。水量太小,水遇到燃燒的煤火后會發生化學反應,產生一氧化碳和和氫氣,氫氣與氧氣在高溫下會發生爆炸,而一氧化碳會加劇火勢燃燒。也就是說,在煤層燃燒中,水量小了不僅不能滅火,反而會助長火勢。
賀蘭山地下煤層的燃燒范圍較大,我們無法判斷多少水量才足夠澆滅自燃的火勢,如果操作不當只會適得其反。
二是,賀蘭山海拔2000—3000米,如何將山腳下的黃河之水引上山,又是一個浩大的工程,成本無疑也是非常之高。
所以說,想用水來滅掉煤火是不現實的事情。
5、煤炭自燃是世界性難題
煤炭自燃在世界范圍內非常普遍,除南極洲外,其他洲都存在地下煤火現象,即便是美國、德國這些發達國家同樣存在。
僅在美國賓夕法尼亞州,就有多達45起大火正在地下燃燒,其中最著名的是森特勒利亞煤礦。1962年5月27日,一些工人在露天采礦場焚燒廢物時,不慎引燃了無煙煤礦脈,從此小鎮溫度不斷升高,當地植物都被烤焦。1982年,政府不得不拿出巨資重新安置森特勒利亞的居民,這座繁華的小城鎮就此廢棄,成為一座“鬼城”。
世界上最著名的地下煤火,莫過于澳大利亞溫根山煤礦。1828年,當這座不斷冒煙的 “火焰山”被發現時,人們最初以為它是一座活火山,后來經科學家確定,才知道原來它是一個已經燃燒了6000年的地下煤礦。如今,溫根山已經成為了澳大利亞的一個旅游景點。
6、目前的治理辦法
地下煤火的治理是個系統工程,除了探測難、撲滅難之外,在治理過程中還會出現環境治理方面的問題。
我國在治理地火方面,主要是從三方面著手:
一是借助北斗定位和遙感技術,畫出地下煤火分布圖,了解火區范圍,建立區域性的煤層自燃監測系統,隨時檢測災害的進程和態勢,這樣便于及時組織人員進行抗災活動。
二是開展地下煤火熱能利用研究,將煤火防治與熱能利用協同考慮,利用新型熱電材料,將地下煤火的熱能轉換為清潔電能,供人們日常生產、生活使用,實現由“治”到“用”的根本性轉變。
三是采取注水、注漿、挖除火源和沙土覆蓋等方法,直接進行滅火。到2020年,我們已經撲滅汝箕溝礦區25處火區中的5處區。而在新疆硫磺溝煤田, 18處火區中已撲滅14處個。
地下煤火的治理,需要我們不斷進行新技術的研究與開發。
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