我们都知道在古代,煤炭是每家每户必备之物,冬季老百姓的家里如果没有煤炭,则很难熬过漫长的冬天。即使在现代,我国消耗煤炭的能源占比也是十分高的,尤其是在 城镇发展方面需求更高 ,而煤炭又是 不可再生资源 ,所以按理说我们应该珍惜。 但是,在我国的"塞上江南"宁夏有一座山脉,叫作 贺兰山 , 矿产资源非常丰富 ,地下矿区多达40多平方公里,且不止一层,总量大约在 15亿吨 左右。就是这么一座宝山,其中的 煤层却自燃了300年 ,每年亏损的钱多达 10亿 !那么我们为什么会放任它这样烧下去呢? 贺兰山煤层自燃 贺兰山的煤炭 在1561年、1709年、1739年均发生过7级以上地震。有许多国家保护动物,也蕴藏着丰富的煤。贺兰山最有名的 无烟煤 ,就是产于汝箕沟矿区,无烟煤具有"低灰,低硫,高热量"的特点,素有 "太西乌金" 之称。 煤炭的分类与用途 煤炭的用途广泛,是 冶金、化工 的原料,也用于燃烧、低温干馏、加氢液化等。其中无烟煤可用于制造煤气或直接用作 燃料 , 烟煤 用于炼焦、配煤、气化工业; 褐煤 一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。 在内蒙和宁夏都有许多 大中型煤矿 ,如 贺兰山煤炭工业基地 ,这里也有许多稀有的金属资源,铬、镁、铁、磷十分丰富。还有特产: 宁夏石(矿石) 。 贺兰山煤层 煤炭燃烧300年而不灭煤为什么会燃烧 煤之所以会这么容易燃烧,是因为其性质非常易燃,只要将煤挖出来就可以直接用,这样便捷的同时,也藏了一个很大的 隐患 。 在开采过程中,由于原来藏在地下的煤是 与空气隔绝 的,但是随着人们的开采过程以及一些地质运动,导致煤层能够 与空气接触 ,而煤炭加上氧气就会产生 氧化反应 ,氧化后的煤因为在地质温度高、气温高的地方呆久了,一旦达到合适的温度点,就会 自燃 。所以,煤在开采的过程中容易自燃是一个非常客观的现象,不管在哪个地方开采,都很 容易碰上煤炭自燃 。 煤层自燃 据记载,当古代的人们在冬季采矿时,在矿井下由于温度较低,人们会将煤炭 点燃取暖 。但是在人们走了之后, 火种未熄灭 ,从而引发火灾,当煤层暴露得越多,开采越久,就越会引发煤炭的自燃。 在20世纪50年代,贺兰山的煤炭资源就被看上并加以开采,大大小小的煤窑 如雨后春笋一样散布在山脉附近 ,不少人靠挖煤赚的盆满钵满。这么多年来,人们对贺兰山的开采就 没有停止过 ,尤其近几十年,开采开技术上的革新,导致本来就产生燃烧的小范围 自燃煤炭波及到了完好的区域 。 而且由于以前的 环保意识薄弱 ,有许多贪图暴利的公司对山脉进行了 过度开采 ,增加了山体的空隙,破坏了煤层的 密封性 ,加速了煤层与空气的接触,也加剧了煤层自燃的过程。直到今天,自燃的区域已经占领了汝箕沟矿区面积的 12% ,且还在 以每年占领10来米的速度向周围蔓延 。 自燃区域蔓延速度极快 煤怎么燃烧 煤炭的自燃也分几个时间段。第一个: 酝酿期 ,也就是在自燃之前,给煤炭创造自燃的条件的时间段。在这个时间段里,被暴露的煤炭会与氧气 充分地发生反应 , 释放热量 。 第二个阶段就是 升温期 ,在发生反应后,还不会立刻自燃,也需要等释放的热量积攒够了,等温度到达 60-80摄氏度 之间时会 加速氧化 ,到达赤热阶段。最后就是燃烧期了,当温度升温到达 300-700摄氏度 后,根据不同种类煤的自燃点,会在温度到达热点后相继燃烧起来。 其他地区的情况 土库曼斯坦有一个旅游景点叫做 地狱之门 ,是一个燃烧着熊熊大火长达 50多年 的大坑。说来这个坑的由来与贺兰山大同小异,原因是人们勘测到地下藏有丰富的 天然气 ,于是打算开采。但是,在钻机工作了没有多久后,地面开始 塌陷 ,虽然没有人员伤亡,但是 机器全部掉进了这个宽70米,深20米的大坑中 。 "地狱之门" 原来,此地的地质为 多孔岩石 , 没有支撑力 ,人们不能在地面进行工作。但是当人们打出了这个大坑后发现,这个坑在不断地释放天然气。 众所周知,当空气中的天然气到达一定的含量时遇到一点明火就会发生 爆炸 。所以为了安全着想,专家建议 主动引燃天然气,免得之后发生爆炸 。 但是令所有人都想不到的是,本来以为这个洞口很快就会燃完的天然气,硬生生燃烧了50年没有间断,从远处看,这个深不见底的洞口全是明亮的火焰就像是地狱之门。几十年的燃烧,虽然带给了土库曼斯坦较好的旅游业,但是不停的燃烧已经 消耗了价值近上百亿人民币的天然气 ,以及 污染周边空气 。 烧的可都是钱! 煤燃烧带来的危害 在煤层燃烧时,除了会燃烧掉大量的煤炭资源,更会产生一氧化碳、二氧化硫等对人体有害的气体,而贺兰山排放这些有害气体达 1.29万吨 ,山脉附近的PM2.5值更是比较高,给附近的动植物、包括人带来了非常大的危害。 住在周围的人患 呼吸道病、肠胃癌 的概率比别的地方大很多。再者,煤层燃烧掉了后,土壤会失去养分并且稀松,导致 水土流失严重,沙尘暴天气肆虐 ,植被表层被深深的灰尘覆盖。山体变软,也会致使 山体容易坍塌、滑坡 ,非常危险。 山地滑坡危害人民生命财产安全 怎么灭火? 贺兰山的燃烧可以说是百害无一利,所以我们肯定要想办法扑灭。那为什么我们经过了300年的时间也没有实现呢?首先我们都知道,水灭火。但是,在煤炭燃烧的时候,和水发生接触后产生的化学反应是C+H2O==高温CO+H2,碳加水就得到 氢气和一氧化碳 ,这两种物质在高温下会发生 燃烧 , 加大着火的区域 。 所以,用水来灭炭火是不明智的,除非用一个大坝的水量,但这更加天方夜谭。 那么,消防员说的家里着火可以 先隔绝氧气和助燃物 的方法可不可行呢?我们知道,贺兰山的地形非常复杂,山高谷深,地质演变史长达 20亿年 ,将贺兰山从一片汪洋变成一座奇特的山脉,里面藏满了丰富的矿产资源。 巍峨的贺兰山 而且,煤层分布范围广、面积大,随着 300年不间断的烘烤 ,即使人们找到了 空气入口与排气孔 ,但是地质的松软已经使得整片区域变成了空气 自由来去 的空间。还有,多年的开采不仅使得裸露在外的煤层非常多,也使得山体中被钻的大大小小的空洞越来越多, 增加了储存空气的空间 ,让煤层的燃烧火上加油。 另外,天然气过多也是促进煤层加剧燃烧的帮凶。本来当地生产的太西煤质量非常好,里面的 天然气含量高,活性也高 ,煤层燃烧后难以自然熄灭。并且,由于山林中的天然气也是无处不在的,所以就就算勉强将一处的火熄灭,另外一处也会因为易燃的环境条件而燃起来,更别提天然气也一刻不停地在加剧火区的状况,所以这把火不好灭。 太西煤 目前为止,稍微可行的办法就是: 灌浆 和 先剥再灌 。要灌浆首先要调浆,将一定比例的泥浆与不可燃物融合往地下燃烧区灌入,先让煤层之间的空气减少使之稍微冷却后,再将火区上方盖上泥土, 隔绝空气 与煤层的接触,试图将火熄灭。 但是,还是由于 地形太过复杂 ,泥浆到了地下后的 不可控性 ,让人们心里没底,再等待了长时间后,也不知道里面是个什么情况,以至于浪费时间与泥浆。 先剥再灌的"剥"就是将地面有火焰的地方先解决了,才好向地下动手。但是考虑到 偷采 的情况,不加以严防会 破坏治理效果 ,所以不论是哪种方法行动起来都是非常困难的。 煤层自燃治理任重道远 如果一直燃烧会怎么样 在没有其他办法的情况下,我们只能任由贺兰山继续燃烧下去。在20世纪50年代勘探队对贺兰山进行煤炭资源普查时所知,这里的矿区面积达40平方公里,大约有 15亿吨左右的煤储量 。而且纵向有九层煤,太西煤(因汝箕沟地处太原以西)质量尤为突出,并通过 "三低六高" 特性而被称为全球范围内的煤中之王。 但是,燃烧使得汝箕沟矿区本来有5.8亿吨的太西煤,如今只剩下2.7亿吨的储量,剩下的只需要22年的时间,便会燃烧殆。 每年烧掉115万吨太西煤 ,价值能达到 10亿元左右 。加上其他的煤类,白白燃烧掉的煤已达上亿吨。而根据研究人员判断, 再过50年 ,汝箕沟矿区其他的煤都会 尽数燃烧干净 。 太西煤 结语 国家在贺兰山的治理上已经投入了不少的精力与金钱。如今在政府与人民的努力下, 25个火区已经熄灭了5个 。我们在这场保卫战中,需要更加地有决心、有信心,多植树造林,坚决打击非法开采的行为!