贺兰山煤层已燃烧300年,每年净损10亿,白烧亿吨煤,为何不灭?

2024-05-12 09:54

1. 贺兰山煤层已燃烧300年,每年净损10亿,白烧亿吨煤,为何不灭?

根据当地煤矿公司的说法,这里煤层自燃的情况可以追溯到清朝,大概烧了有三百多年,而且烧的还是素有”太西乌金”之称的太西无烟煤。


根据估算,现在每年光是自燃损失的太西煤,就有115万吨,相当于每年损失10亿元,并且火区影响的范围每年还在扩张,照此下去,50年后这里的太西无烟煤就烧光了!
我估计大多数朋友在听到这样的介绍后,第一个疑惑肯定是:为什么不扑灭呢?怎么能眼睁睁看着这么高品质的煤矿白白烧掉呢?
实际上当地人比你还要急切,如果能这么容易就解决煤层自燃,那他们肯定早就去实施了,所以这中间到底有什么无奈之处呢?
燃烧原因
贺兰山位于我国宁夏与内蒙古交界处,由于矿产资源丰富(煤矿、硅石矿),在上世纪五十年代,便依托丰厚的矿产,在贺兰山边发展出了一座工业城市——石嘴山。然而近些年为了生态整治,煤层自燃这一严重问题又被重新重视起来,然而这一存在三百多年的历史难题并不是那么好解决的。

不过事情的出现必定有一个起始的原因,这个贺兰山汝箕沟煤层自燃问题的起因有两个,一个是自然原因,一个是历史人为原因。
先来看自然原因
首先煤层自燃需要经历三个时期,第一个是潜伏期,也就是暴露在空气中的煤层与氧气有充足的时间进行样氧化反应,会释放出热量,其中最为关键的是充足的暴露时长,这与煤矿的种类以及外界因素有关
其次就是自热期,在潜伏期之后,如果积聚的热量足够,那么待温度达到60至80摄氏度之间时,氧化速度就会加剧,呈现赤热状态。最后当温度升高至300~700摄氏度时,不同种类的煤就会燃烧起来,也就是最后的燃烧期。

那么历史人为原因呢
因为刚才我们已经说了煤层自燃的必要过程和条件,因此历史人为因素自然是加剧了这个过程中的某个环节或条件,而事实上也正是如此。
根据记载,历朝历代都会在造小窑开采煤矿,而有些开采工人则会矿井下或地面上生火取暖却忘记完全将火熄灭,这就加剧了煤层自燃的发展速度,导致在清朝的时候首先出现自燃现象。

但实际上加剧程度最严重的还是近几十年,由于开采技术的进步,以及小煤窑的四起,导致历史遗留下的着火区面积迅猛扩张。以至于今天在汝箕沟矿区中分布了25处火区,火区总的影响面积已经占整个汝箕沟矿区面积的12%,而且还在以每年15米左右的速度向四周延伸

解决办法
学过中学物理的朋友,应该都有印象,燃烧三要素分别是可燃物、助燃物、着火源,对应于汝箕沟煤层,那就是煤、空气、自燃前期积聚的热量。因而我们得想办法去掉一些因素,那么自燃现象就可以解决了。

贺兰山煤层已燃烧300年,每年净损10亿,白烧亿吨煤,为何不灭?

2. 烧了300多年的贺兰山煤矿,每年损失几十亿,为何不熄灭它?

地球是一颗资源丰富的星球,地球上有水资源,有空气,还土地,有煤矿等等这些都是地球的丰富资源,人类作为地球上唯一的智慧生命,在发展的过程中利用了很多地球资源,人类的 科技 离不开地球资源的利用,尤其是人类走进工业革命以后,对煤炭的利用很多,煤炭是地球自然形成的一种资源,地球诞生46亿年,在这个漫长的过程中,地球发生过很多次地壳运动,地球将一些远古的树木埋藏在地下,经过上亿年的时间,慢慢的形成我们现在看到的煤炭。
     
 所以科学家认为煤炭是一种不可再生资源,因为想要形成煤炭需要大量的时间,一旦人类将地球上的煤炭全部用完,那么在短时间内不可能产生煤炭,所以现在很多国家都提倡节约用煤,能够用其它资源代替的就用其它资源代替,不过有一个地方,煤炭每时每刻都在燃烧,已经燃烧了大约300多年,一直都没有停止,这个地方就是贺兰山煤矿,贺兰山煤矿在我国宁夏和内蒙古的交界处,这个地方含有非常丰富的资源。
     
 根据科学家的研发,这里的煤矿数量很多,而且煤炭的质量也非常好,给我国的发展提供了巨大的资源,但是有一处煤炭一直燃烧,没有熄灭过,这是为什么呢?根据记载,在很早的时候人类开始利用煤炭取暖,当时的 科技 还不是很发达,于是就将这里的煤炭点燃了,点燃之后就发现火已经灭不了了,所以一直燃烧到今天,那么有很多朋友一定会问,在今天这个 科技 发达的时代,难道还不能够熄灭这些火吗?
     
 首先煤炭的燃烧是一种化学反应,我们都知道火在燃烧的过程中会消耗周围的氧气,在消耗氧气的同时还会产生很多二氧化碳,在大火中,周围的温度非常高,而且二氧化碳的浓度也是很大的,人类想要近距离的灭火是不可能的,温度太高人类根本过不去,再加上这个地方的火是在地下进行燃烧,这大大增加了灭火的难度,如果火是在地面上,那么我们可以利用飞机或者是其它的工具来进行灭火,但是火燃烧在地下,一般人根本不敢进去。
     
 而且天空下大雨都没有办法将其熄灭,如果是小火,那么水是能够灭火的,但是大火水是灭不了火的,相信很多懂物理的朋友应该知道,水的成分是氢和氧,氧气是帮助燃烧的气体,在高温的作用下,水会被瞬间蒸发,然后将氢气和氧气分离,在氧气的作用下,火会越烧越旺怎么可能会熄灭呢?所以这个办法是不行的,根据科学家的统计,这场大火已经燃烧了300多年,对资源的浪费十分严重,每年损失金额数十亿,这是多么庞大的一个数字。
     
 对此科学家也想了很多办法,有的科学家认为,直接用水泥将这个煤矿全部堵死,这样等里面的氧气烧完,那么它自己就会熄灭,不过因为这个煤矿洞口非常多,再加上洞口很大,想要灌注水泥,那需要多少才够,这也是对资源的一种浪费,万一产生其它反应造成更大的危害,那可是得不偿失,主要原因就是面积太大,以人类的力量来进行灭火还是非常困难的,目前人类也没有更好的办法将其熄灭,现在只能够眼睁睁的看它一直燃烧下去。
     
 不过这种事情并不是只有中国才有,在其它国家也出现过类似的情况,比如说美国宾夕法尼亚境内的一座煤矿,也燃烧了几十年的时间,还是没有熄灭,美国就算是 科技 非常发达的国家了,都没有办法可见这种大火已经超出了人类的能力范围,只能够等到人类 科技 变得更加强大的一天,到时候我们才有机会将大火熄灭。
     
 我认为,煤矿的燃烧有一部分原因可能和人类有关,还有一部分原因应该和自然环境有关系,当煤炭长时间露在空气中,和氧气充分接触,时间一长可能就会产生化学反应自燃,所以目前科学家也不能够确定这个地方的大火是如何烧起来的,不过我还是希望人类能够尽快的想出灭火的办法来,毕竟对于人类来说这是一笔巨大的财富啊,对此大家有什么看法呢?如果有哪些地方分析得还不够全面,希望广大朋友能够留下您宝贵的意见,或者是补充一些我不知道的知识。

3. 每年损失10多亿,贺兰山的煤炭燃烧了300年了,为啥不用水直接扑灭?

宁夏的贺兰山区是我国著名的煤矿,煤矿的储量高达15亿吨,被国人亲切地称为中国煤库,但是让人遗憾的是这里的煤矿自燃也相当严重,已经燃烧掉了3.4亿吨。
其中有不少是低磷低硫,高发热量的优质煤矿,每年的经济损失高达10亿人民币,这个损失真是让人触目惊心,心疼不已。

尤其是在贺兰山石嘴山市的汝箕沟矿区,煤层的燃烧已经持续300多年,28平方公里的矿区内大大小小共出现了25个明火区,地下着火范围每年以10米以上的速度向周边煤层扩散。用现在的俏皮话说,这真的是在烧钱呢。
那么我们眼睁睁地看着我们的大好煤矿被自然,为什么不采用泼水的方式把这里的明火给熄灭呢?使用浇水的方式将煤炭的自然浇灭,这是一种极端错误而且又不经济的行为。
地下矿井以及岩石的缝隙里有许多有毒气体,比如一氧化碳,硫化氢等等,在这些只能在化学课上听到的。
有毒气体里有不少还是可以燃烧的,而且在贺兰山煤矿里不少煤矿石,都是随着温度的升高,产生一氧化碳等可燃性气体的速度就越快。

地下煤火的温度极高,如果我们用水浇的话,非但不可能浇灭明火,反而会形成大量的水蒸气,而学过化学的我们都知道,碳和水蒸气在高温下会发生反应,从而产生氢气以及一氧化碳。
整个反应的过程会使得气体的体积急剧膨胀,而矿井和煤层缝隙中的空间并不大,而且整个环境相对闭塞。
所以一时来,整个空间内的气压就会变大。而且在明火的条件下,氢气一氧化碳还有他们的好朋友氧气,这三个气体混在一起,会发生剧烈的化学反应,在地下通道内引起爆炸,导致塌方等恶劣事故的发生。
所以由此可见,我们绝对不能用浇水的方式来帮贺兰山的煤矿熄火, 这种方法非但不能制止煤炭自燃,反而是火上浇油。
那么地下煤火该怎么扑灭呢?我们国家的主流做法就是采用重型机械对燃烧区域进行网格化钻孔施工。
在燃烧的煤层和地面之间打开一条通道,然后向煤层中灌入海量的泥浆,这些泥浆可以说是派大用场的,首先我们在这些泥浆上再加上一层黄土,彻底将煤层和空气隔绝。

这些泥浆是流动态的,它能够完美的填充那些煤层之间的缝隙,没有空气这个媒介自然烧不起来。同样他还有一个冷却的作用。
别看这个方案比较简单一点,但是实施起来难度很大,成本也很高,而且地下煤火很容易反弹。
所以如何控制好地下煤火,真的是一道世界级难题,目前并没有太好的解决方案。

每年损失10多亿,贺兰山的煤炭燃烧了300年了,为啥不用水直接扑灭?

4. 贺兰山的煤炭燃烧了300年,损失达上百亿,为什么不扑灭?

这也是一道“疤痕”!2021年贺兰山煤矿业燃烧再度引起大伙儿的强烈反响,一场大火起火迄今已有300多年历史时间,依然没有灭掉,而且火区每一年烧蚀太西煤量约115万吨级,立即财产损失约10亿人民币,累计损害都达上百亿元了,可以说真让人心痛,很多人说为什么不将其运用“火力发电厂”,为何无需火去吹灭,这不是白白地被消耗了没有?我想说的是的是,假如确实有方法开展扑灭得话,能运用起来,也不会等它燃烧300多年也不解决。
这只有表明一个难题,那便是没有办法将其扑灭,要将其扑灭得话,是十分艰难的,因此并不是不愿意,可能是确实没有办法,难道说水也没法扑灭吗?大家下边就一起来看看状况。

贺兰山燃烧多强?贺兰山是坐落于在我国宁夏回族自治区与内蒙古自治区交汇处,除开是在我国关键的天然的动物与植物存活地区以外,该地区便是在我国的关键矿物主产区。依据公布数据信息表明,该地域带有绿色植物青海省紫杉,山杨,白桦等665种,金钱豹,青羊,石貂,蓝马鸡等180多种小动物,因此十分地多。
而矿物就大量了,全部贺兰山——山区地带含有高品质煤炭,有石嘴山等10座大中型矿山,此外也有磷石灰岩,石英砂岩,石灰岩,黏土岩等矿产资源,包含宁夏“五宝”之一全是在这个地区产出率的。而大家见到贺兰山的燃烧,必定就十分担忧。假如大火不做好操纵得话,将来这种地域的天然的动物与植物人群很有可能会显得更为地少,因此大伙儿问能否将这些地域的火扑灭掉,也算得上一件一切正常的事儿。
殊不知并不是说扑灭就不息,它燃烧十分地明显。依据统计表明,只是在汝箕沟矿山28平方千米范畴内,就遍布着25处火区,在其中有5处于保护区范畴内,与此同时大火燃烧的总面积早已超出了3.3平方千米,深刻达280米。依据检查的状况看来,这一地区的大火燃烧仍在不断地扩散,以每一年14米至16米的速率向附近扩散。
挺遗憾的是,全部地区最高品质的太西煤可采储量为5.8亿多吨,早已仅存约2.7亿多吨,并且大火仍在危害该地区。因此,按照这一发展趋势,将来将看不见这种高品质煤了,依据大火发展趋势发展趋势的预测分析信息表明,在50年之后,汝箕沟矿山享有的太西煤很有可能燃烧消失殆尽。这下大伙儿了解贺兰山煤炭燃烧多强了吧,我们都是一点一点地见到这一地区的煤消失了。

贺兰山煤巷怎样燃烧起来的?上边详细介绍了,贺兰山的煤炭比较多,而且是在我国的关键煤炭生产制造地区,因此许许多多的煤炭公司,工业厂房也是多输球数。依据公布数据信息表明,上世纪90时代,贺兰山区中小型煤窑四处盗采,没有一个科学研究的管理方式,多因职工矿井供暖或路面火未熄而致。造成大火不断燃烧了数百年,与此同时老火区加重发展趋势,新火区持续造成,也引起了连锁效应的发生。
因此,简易的而言,便是我们自己采掘煤炭的情况下产生的,可是因该地区的煤炭特性,比如:太西煤霉变水平很高,煤层气成分大,因此不仅是煤在烧,很多煤层气冒出也参加燃烧,加速了火区燃烧速率。结果造成“一发一发不可收拾”的局势。还有一个大的特性,便是该地区的煤炭层十分地深。
燃烧起来造成的卡路里也极大,难以有些人有方法立即挨近火区,依照人们本身的人体所承担的温度看来,很有可能在60度的高温上下就痛心了,很多煤炭的燃烧,在多少米,乃至几十米的地区,很有可能都是会显著体验到大火的烤制,因此危害特别大。

那为什么不自来水吹灭呢?确实,在规模性煤炭燃烧的情况下,给大家产生的破坏也特别大,依据统计数据表明,火区燃烧每一年仅排出细颗粒物,二氧化硫就达1.29万吨级和5324吨,等同于一个中小型热电厂消耗量的269倍和24倍。因此每个人见到这种的数据信息,都想将其扑灭,可是可以做好吗?难以保证的,最先在当然的前提下,你觉得全部贺兰山在300多年的时间当中,没有降水得话,那肯定是瞎说。
从天而降暴雨都不能将其扑灭,大家人们自来水还可以扑灭吗?很显而易见是不太可能的。关键因素便是取决于贺兰山的煤炭层十分深,就算是大家自来水去吹灭表层的大火,可是深入的煤炭燃烧很有可能还未触碰到水资源,就早已彻底被消化吸收了,结果大火烤制以后,下边的火源又会引起表层的碳不断燃烧,因此压根扑灭不上。
彻底是没有办法,自来水去吹灭毫无疑问专家早已了解过去了,如果行得通得话,早已执行了,因此显著如此的方法不行得通。严苛地而言,都还没一个有效的方法来开展扑灭,因此仍在不断燃烧当中,这就是大约的状况。

5. 贺兰山煤层自燃300年,每年净损10亿,为什么灭不掉?

贺兰山是宁夏北部的一座山脉,矿产资源非常丰富,特别是煤炭资源,现在其矿区的面积达到了40多平方公里,根据探测,共有九层煤,差不多含有15亿吨煤炭。贺兰山的宁夏部分与内蒙古部分都有很多大型的煤矿。

贺兰山地区的煤矿质量优良,俗称“太西煤”,这种煤发热量高、含硫量低、化学活性高,燃烧起来烟特别少,所以也被称作“煤中之王”。从上个世纪开始,太西煤就出口到世界各地,特别是在东南亚和西欧地区非常受欢迎。
贺兰山煤层自燃持续
但是有一个问题一直困扰着贺兰山地区的人们,那就是煤层自燃问题,一烧就是三百年!而且从来没有停过,直到现在都无法熄灭。300年间,已经烧掉了3.4亿吨煤炭,一年就有115亿吨优质的煤炭浪费,价值约10亿元人民币!究竟是为什么煤层会自己燃烧,为什么一直无法扑灭?
其实不只是贺兰山有这种情况,在很多产煤区都有煤层燃烧的情况,而且都很难扑灭,这个问题俨然已经成为了一个“世纪难题”。

煤之所以会成为最常见的燃料,是因为它易燃的性质,煤炭不像石油那样需要加工,它从开采出来不用加工,直接就能使用。煤炭是很久之前植物死后,被深埋在地下形成的,一般都是层层堆叠,越往下层年代越久。

而人为开采或者是地质运动,都会让煤炭从地底下暴露出来,暴露出来的煤炭在氧气的作用下,一旦外界温度过高,便会自燃,这就是煤层自燃的原因。
贺兰山的“惩罚”,为何灭不掉?
自从上个世纪开始,随着贺兰山周围的煤矿越来越多,违规开采的情况也越来越多,由于很多煤矿公司违规开采,造成贺兰山的煤层被破坏,使更多的煤层裸露了出来。另外在开采煤矿的时候,由于挖得越来越深,山体空洞也越来越多,这就给地下煤层的燃烧提供了条件。

由于贺兰山的太西煤质量很高,瓦斯含量和化学活性都很高,所以极其容易燃烧,另外山体中的瓦斯也能促进煤层燃烧,这样就使自燃的面积变大,即使一个地方的明火被灭掉,别的地方也有可能已经被引燃,这样形成恶性循环,永远也无法彻底把火灭掉,所以贺兰山的煤层可以持续自燃那么长时间。

在煤层自燃的过程中,不仅燃烧掉大量的煤炭资源,更是放出了大量的有毒气体,对环境的破坏非常大,所以说贺兰山地区PM2.5值都比较高。另外煤层燃烧掉了山体内的煤炭,会使山体中出现很多空洞,容易产生山体坍塌、滑坡等等危害,燃烧的过程中也会影响到周围植物的生长,让整个贺兰山地区的环境都变得恶化,甚至周围居民的身体健康也会因此受到影响。

那么有什么灭火方法呢?相信大家都因为用水灭火是最好的办法,但是在很多情况下水不仅不能灭火,还能帮助燃烧,特别是在温度特别高的情况下,水遇到二氧化碳会放出氢气,加剧燃烧。
现在常用的方法就是用一些阻燃物质比如泥浆把煤层覆盖起来,阻止空气流动,让煤层的火因为缺少氧气而熄灭,但是因为没法控制泥浆流动的方向,无法完全阻隔氧气,所以这个方法的效果也不明显。目前为止,人们无法人为灭火,只能等着燃烧自己停止,这期间要浪费的优质煤炭还不知道要多少呢

贺兰山煤层自燃300年,每年净损10亿,为什么灭不掉?

6. 贺兰山的煤炭燃烧了300年,损失达上百亿,不能用水灭了吗?

 这是一道“伤疤”!2021年贺兰山煤矿燃烧再次引发大家的热议,一场大火自燃迄今已有300余年 历史 ,仍然没有熄灭,并且火区每年烧损太西煤量约115万吨,直接经济损失约10亿元,总计损失都达上百亿了,可以说真叫人心疼,很多人说为何不将其利用“火力发电”,为什么不用火区浇灭,这不是白白的被浪费了吗?我想说的是,如果真的有办法进行扑灭的话,能利用起来,也不至于等它燃烧300余年都不处理。
   这只能说明一个问题,那就是没有办法将其扑灭,要将其扑灭的话,是非常困难的,所以不是不想,可能是真的没有办法,难道水也无法扑灭吗?我们下面就来看看情况。
   贺兰山燃烧有多强?   贺兰山是位于我国宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处,除了是我国主要的野生动植物生存区域之外,该区域就是我国的主要矿物质分布区。根据公开数据显示,该地区含有植物青海云杉、山杨、白桦等665种,金钱豹、青羊、石貂、蓝马鸡等180余种动物,所以十分地多。
   而矿物质就更多了,整个贺兰山——山区富含优质煤炭,有石嘴山等10座大型矿区,另外还有磷灰岩、石英砂岩、灰岩、粘土岩等矿产,包括宁夏“五宝”之一都是在这个区域产出的。而我们看到贺兰山的燃烧,必然就非常担心。如果大火不进行控制的话,未来这些地区的野生动植物群体可能会变得更加地少,所以大家问能不能将这个地区的火扑灭掉,也算是一件正常的事情。
   然而并不是说扑灭就不灭,它燃烧非常地强烈。根据统计数据显示,仅仅在汝箕沟矿区28平方公里范围内,就分布着25处火区,其中有5处在自然保护区范围内,同时大火燃烧的面积已经超过了3.3平方公里,最深达280米。根据观察的情况来看,这个区域的大火燃烧还在持续地蔓延,以每年14米至16米的速度向周边蔓延。
   挺可惜的是,整个区域最优质的太西煤探明储量为5.8亿吨,已经仅剩约2.7亿吨,而且大火还在影响该区域。所以,依照这个趋势,未来将看不到这些优质煤了,根据大火趋势发展的预测数据显示,在50年后,汝箕沟矿区保有的太西煤可能燃烧殆尽。这下大家知道贺兰山煤炭燃烧有多强了吧,我们是一点一点地看到这个区域的煤消失了。
   贺兰山煤层如何燃烧起来的?   上面介绍了 ,贺兰山的煤炭比较多,并且是我国的主要煤炭生产区域,所以大大小小的煤炭企业,厂房也是多不胜数。根据公开数据显示,上世纪90年代,贺兰山区中小煤窑到处乱采,没有一个科学的管理方式,多因工人井下取暖或地面火未熄所致。导致大火持续燃烧了几百年,同时老火区加剧发展,新火区不断产生,也引发了连锁效应的出现。
   所以,简单地来说,就是我们自己开采煤炭的时候带来的,但是由于该区域的煤炭特点,例如:太西煤变质程度很高,瓦斯含量大,所以不光是煤在烧,大量瓦斯涌出也参与燃烧,加快了火区燃烧速度。结果导致“一发不可收拾”的局面。还有一个大的特点,就是该区域的煤炭层十分地深。
   燃烧起来产生的热量也非常巨大,很难有人有办法直接靠近火区,按照人类自己的身体所承受的温度来看,可能在60度的高温左右就难以承受了,大量煤炭的燃烧,在几米,甚至几十米的区域,可能都会明显感觉到大火的烘烤,所以影响非常大。
   那为什么不用水浇灭呢?   的确,在大规模煤炭燃烧的时候,给我们带来的污染也非常大,根据数据显示,火区燃烧每年仅排放颗粒物、二氧化硫就达1.29万吨和5324吨,相当于一个中型火电厂排放量的269倍和24倍。所以人人看到这样的数据,都想将其扑灭,但是能够做到吗?很难做到的,首先在自然的条件下,你说整个贺兰山在300余年的时间之中,没有降雨的话,那肯定是乱说。
   天降大雨都无法将其扑灭,我们人类用水还能够扑灭吗?很显然是不可能的。主要原因就是在于贺兰山的煤炭层非常深,就算是我们用水去浇灭表面的大火,但是深层次的煤炭燃烧可能还未接触到水源,就已经完全被吸收了,结果大火烘烤之后,下面的火种又会引发表面的碳持续燃烧,所以根本扑灭不了。
   完全是没有办法,用水去浇灭肯定科学家们早就考虑过了,要是可行的话,早就实施了,所以明显这样的办法不可行。严格的来说,还没有一个很好的办法来进行扑灭,所以还在持续燃烧之中,这就是大概的情况。
   
   1、太西乌金   2、一把持续了300余年的大火   可是,在贺兰山汝箕沟却有个奇特的景象,一到晚上,整座山就是红彤彤的一片。如果走近一点,透过岩石,你甚至可以看到山体内部就像一个燃烧着的锅炉炉膛!
   原来,贺兰山的煤炭在燃烧!这种燃烧在行业内称为煤层自燃。
   3、地下煤火的危害   4、水能灭掉地下煤火吗?   5、煤炭自燃是世界性难题   6、目前的治理办法    一是 借助北斗定位和遥感技术,画出地下煤火分布图,了解火区范围,建立区域性的煤层自燃监测系统,随时检测灾害的进程和态势,这样便于及时组织人员进行抗灾活动。
   
   可以将灭火及开发相结合,谁灭火谁开发(包括采煤基建交通)谁得宜,将火区划分几块几十块分别给民营的企业限期灭火开发!国家给予各种优惠扶持!总比白白烧掉好吧!
   贺兰山是位于我国宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处的一座名山,处在鄂尔多斯盆地的西部,与东部的鄂尔多斯高原、黄河河套平原相接,平均海拔2500米左右。贺兰山是我国西北地区重要的地理分界线,同时也是我国重要的气候分界线,由于山脉的阻挡,一方面它阻挡了来自蒙古和西伯利亚的寒冷气流,同时也阻挡了来自湿润的东南季风,因此它既是我国季风区与非季风区的分界线,也是我国400毫米年降水线的分界线,同时也是我国草原与荒漠的分界线。
   从地质构造上看,贺兰山所处区域,位于东亚大陆主板块、鄂尔多斯断裂块、贺兰山-横山堡断裂线相交界的地方,岩浆层发育不充分,自古以来这里就很少发生火山喷发等地质灾害,所以地质沉积作用比较明显,为煤炭和其他一些金属矿藏的沉积和发育创造了难得的环境。
   从该区煤炭的储量来看,远期理论上可以达到110亿吨,目前已经探明的已经超过了30亿吨。虽然与我国的几大煤炭产区相比,贺兰山的煤炭储量排位不是怎么靠前,不过正是由于区域的沉积条件比较优越,煤炭的品质相对来说要高出不少,特别是这里盛产“太西煤”,以杂质少、热值高、结构紧致等闻名于世。然而,这么优质的煤炭生产地,却长期存在着一个棘手的问题,那就是部分区域的煤层持续发生着燃烧,每年白白损失上百亿元,为什么不想办法将大火扑灭呢?
   说到这里,大家应该对世界上闻名的“地狱之门”印象深刻,从上世纪70年代勘探出来后,前苏联就在该区域进行了实质性的钻探,借此想获得丰富的天然气资源,谁曾想在钻探过程中,气田发生了剧烈塌陷,大量天然气被释放了出来,为了避免产生不可控的气体爆炸事故,科学家们将气体进行了点燃,结果谁也没有想到,这一点火,火苗非但没有像估计的那样烧几个月就完事,反而越烧越旺,燃烧了50多年也没有熄灭。
   像煤层燃烧的事件,也不止贺兰山,比较有名的还有:印度切里亚煤田,持续燃烧了100多年,我国新疆的铁列克煤田区也已经燃烧50年。而位于澳大利亚一条公路旁的地下煤区,虽然规模不大,火点较小,但也“默默无闻”地燃烧了好几千年。为什么包括贺兰山煤田这样的煤田和气田,为什么煤层火灾持续那么多年而不会熄灭呢?
   大家知道,物质燃烧必须具备3个基本条件,即可燃物、助燃剂和达到燃点。对于煤层来说,可燃物就是粉煤或者较小的颗粒,当堆积到一起、煤质较好、能被点燃的物质达到一定规模,就为燃烧提供了物质基础。
   对于助燃剂也就是氧气来说,如果煤层具有较多的孔隙或者较大的裂缝,能够与外界保持空气流通,那么氧气就具备了有效的来源,而且在燃烧时也会有足够的补充。而对于燃点来说,当煤层与氧气作用释放的热量得到有效的积累,那么就会推动更大面积的煤层发生温度上升,一旦突破煤炭的燃点(300摄氏度左右),大规模的燃烧就可以“星星之火可以燎原”了。
   而且,在煤炭的开发过程中,又有比较大的几率增加上面3个因素的叠加效应。一方面,人类的开采活动,无疑会破坏煤层原有的结构,既产生了更多碎块化、粉碎化的粉煤,同时也会使更多的空气流通进入煤层内部。另一方面,在煤炭开采过程中,有时会因为操作不当或者电路发生故障而产生明火,首先点燃位于煤层上部的煤层气,然后在物质、氧气条件都具备的基础上,推动煤层随之逐渐发生了范围更大、持续时间更长的燃烧。
   从目前来看,贺兰山煤矿发生燃烧的区域,主要集中在汝箕沟矿区。大家肯定感到纳闷,为什么不选择用水来扑灭呢?虽然这里年降水量不是很大,但是在每年的夏季雨季,有时也会出现短时的强降水,这种天气状况都无法将煤层的火扑灭,何况用人为的方法抽水来处理呢?我想,之所以很难用水来扑灭,主要有以下几个方面的原因:
   一个是水和高温的煤炭会产生化学反应,生成的物质为一氧化碳和氢气,这两种气体的密度都比空气小,而且都是易燃气体,一旦燃烧的煤层上面洒上水,那么在短时间内就会在煤炭的上表层聚集大量的可燃气体,从而引发更为剧烈的燃烧现象,并且释放出更多的热量来,非但不会熄灭烧着的煤炭,反而会加剧煤层的燃烧,搞不好还会出现剧烈的爆炸。
   第二是煤层的燃烧具有“立体化”效应,即并不是单纯地在一个深度层面进行燃烧,我们在地表看到的,只是不同深度下燃烧的不同表现形式而已,由于暴露在地表了所以才被我们看到,其实下部不同深度的煤层,也都有可能形成燃烧现象或者已经具备燃烧的基础。所以,用水来浇的话,也只能影响表层燃烧的煤层,这里排除浇水释放更多可燃气体的因素,即使应用大量水来浇,将表层火源控制住的话,也在高温的作用下,使液态水转化为水蒸汽,很难深入到煤层的深部,一旦液态水的补充跟不上,下层的燃烧所释放的热量,过不了多久又会将上层的煤层引燃。这也是为什么即使下暴雨,也很难将其浇灭的原因之一。
   第三,煤层的燃烧覆盖面很广,即使我们在地面上看到了着火点,也远远不是煤层燃烧的全部,地下连接的“燃烧通道”,会因煤层的结构、含煤量的多少、释放的热量等不同而产生不同的结果,所以非常复杂,我们很难判断煤层深部火势的走向以及燃烧的分布状态,所以向地表的火源浇水,无异于“管中窥豹”。
   所以,对于小型煤矿火灾的控制,一般选择的是减少空气流通、降低与空气接触的程度来实现,比如向煤层中注入大量的氮气或者不可燃的泡沫等,或者注入大量的钝化凝胶,来减少煤炭接触氧气的面积和程度,以达到“釜底抽薪”的目的。不过,即使应用这样的方法,即使对于小型煤矿来说,所花费的成本也极其高昂,而且还得持续进行监测和深入实施,一旦哪块区域火势没有控制住,很快就会重新蔓延开来。
   对于像贺兰山这样的大型煤矿,应用上面的“治本”方案,所花费的成本就会更加高昂,必然是一个漫长的过程,而且还不能保证百分百的成功,所有的物资投入、人力成本等加在一起,可能要远远高出被燃烧煤炭的实际经济价值,有点得不偿失,没有找到万全和经济的措施之前,根本无法下手。
   说起太西煤,熟悉煤炭的朋友一定非常了解,这是产地位于宁夏回族自治区石嘴山市汝箕沟矿区的精品无烟煤,其三低(低磷、低灰、低硫)与六高(高发热量、高块煤率、高比电阻、高化学活性、高精煤回收率和高机械强度)闻名于世。
   汝箕沟矿区 摄影:西部现象
   但在产出如此优质煤炭的矿区,却有多个区域烟尘袅袅,熟悉煤层自燃以及当地的朋友都知道,那是汝箕沟煤矿的自燃区域,每年白白烧掉优质太西煤约115万吨,直接经济损失约10亿元。
   汝箕沟矿区 摄影:西部现象
   汝箕沟矿区的煤层大火究竟有多严重?   在汝箕沟矿区不少看起来像是丹霞地貌的小山,看上去层层叠叠,多种颜色穿插,很像千层饼,但矿区的工作人员一定会警告只可远观,不可靠近。
   汝箕沟矿区内,一座约130米高的山体过火自燃后仿佛丹霞地貌,记者刘海 摄
   因为这是一座已经彻底被烧毁的“煤灰”山,山体疏松,风吹草动都会掉下不少砂石,非常容易引起塌方,因此这些区域不可靠近,以免发生危险。
   由于煤层自燃,山体已经塌方
   在汝箕沟煤矿,更多的则是正在冒烟的区域,东一处西一处,甚至在大石头区透过石块的缝隙,还能看到地下熊熊的火光,当然这些山就是人类禁区,如果你不想成为烤鱼的话!真像是西游记中的火焰山。
   汝箕沟矿区有多少地区有火灾?
   汝箕沟矿区主要由汝箕沟煤矿、白芨沟煤矿等5对矿井组成,总生产能力为年产460万吨,矿区总共有25处火区,其中有5处已经熄灭,4处还未完全熄灭,正在快速蔓延发展的有16处。
     其中贺兰山自然保护区内的二道岭火区火势正在扩大,与内蒙古阿拉善左旗二道岭火区连成一片。更严重的是有些地区已经明明已经熄灭,但不久后又冒出了烟尘,这表示地下的大火仍然在蔓延。
   大峰矿羊齿采区是汝箕沟矿区最大的火区,这里是太西煤的第二层煤,也是最后的煤层,但空气中弥漫着一股难闻的味道,据估计这里的火区已经烧掉了35万吨太西煤。汝箕沟矿区2020年开采的煤炭量约160万吨,但整个矿区每年烧掉的煤炭就有115万吨。
   按这个速度蔓延下去,据估计主要再过50年,汝箕沟矿区将再无煤炭可采,当然没有煤炭只是一个问题,另一个则是排放出天文数字般的污染毁损土地。
   2020年3月,自治区生态环境监测中心对汝箕沟矿区自燃火区开展大气环境现场监测发现,火区每年排放的颗粒物高达1.29万吨,二氧化硫5324吨。
   另一个则是对地面的影响,地下煤矿的自然高温通过地面释放,会导致地面温度上升,土地贫化,植物枯萎死亡,目前火区毁损的土地已达332公顷,在土地上生活的野生动物遭到严重威胁。
   为什么不灭火?浇水不行吗?   煤矿着火是一个让人费解的问题,因为大部分煤层都位于地下,即使是露天煤层也就是个露头,位于地下的煤层怎么会烧起来的?又为什么会持续燃烧?助燃的氧气是从哪来的?
   关于第一个问题应该很难解答了,因为汝箕沟煤矿的火灾最早始于300多年前的清朝,最大的可能是矿工在井下取暖时忘记灭火或者火势蔓延导致,现在汝箕沟矿区正在燃烧的二十几处火灾中,有的是从露天开始烧入地下,有的则是一直在蔓延。
   300多年来,汝箕沟烧掉了数不清的煤炭,总损失可能高达上百亿,而具体数字可能很难估量。
   地下煤炭层为什么会持续燃烧?
   这个问题可能比较难理解,但由于露天煤层以及地下坑道的存在,使得氧气补充通道一直得以存在,而且由于山体内部结构复杂,这些通道可能非常隐蔽。
   上图是地下煤层烟尘排放以及氧气补充通道,烟尘排放大家都看得到,但氧气补充通道来源却是多样的。另一种则是露天煤层大火转入地下:
   比如闪电或者森林大火引发了煤层火灾,露天的煤层烧完后慢慢烧入了内部,而氧气补充也就从最初的烧透的疏松煤灰层进入。最终可能会将整座山烧得松垮,造成地陷甚至垮塌。
   如何扑火?浇水可以吗?
   灭火当然是浇水了,而且煤层大火就在地下,往下浇水不就对了吗?如果能有水漫金山的技术,显然是可以的,但煤层大火的区域高高低低,明显不太靠谱,那么怎么办?
   如果发生在火灾初期,那么处理其实很简单,一般将着火点挖除火灾隔离即可,但到了中后期事情就比较难办了,因为已经彻底处在地下,其氧气补充通道很难查清,直接注水无济于事!
   那么只能调查其空气补充通道,然后针对性的注浆灭火,最有效的方式就是泥浆水,用高压泵将泥浆注入地下,阻断其空气补充通道,剩下的煤层大火就会慢慢熄灭。但由于地下大火通路复杂,灭火成本高企,因此很多煤矿直接就放开任其燃烧,比如澳大利亚温根山附近的那座著名的“火焰山”,还成了一个 旅游 景点。
   还有的则因为盗采,或者开挖火区内的煤炭,结果给正在熄灭的煤层再次注入氧气,那么大火可能又会复燃,或者因为其他地质变化原因增加了空气通道,再次形成大火,所以煤层大火扑灭是一个长期的工程。
   汝箕沟矿区灭火
   太西煤的煤炭质量很高,化学活性也高,还有高瓦斯含量,因此煤层大火烧的不只是煤炭,还有涌出的瓦斯(煤层气)燃烧,因此火区蔓延速度很快。
   汝箕沟矿区的燃烧面积很大,分布范围很广,当前采取的是剥离+灌浆的方式,结合每处火点的现状、技术、经济等因素采取针对性的措施,目前白芨沟煤矿井田范围内的9处火区和贺兰山保护区范围内的5处火区须采取注浆灌浆技术灭火。
   而在中槽火区、羊齿火区等6处火区因蓄积能量大、漏风供氧充分、煤层倾角大、已出现大面积明火采取的是将浅表火区剥离+灌浆灭火。
   其实剥离就是将可以采的部分煤层采出,隔断火源,但这会伴随着另一个结果,增加供氧通道,打着灭火的旗号盗采等,因此对于汝箕沟矿区的灭火计划,需要有一个科学的统筹规划来完成。
   是不是可以在火场周围打钻,把煤层中的瓦斯抽出来,用民用烧饭或发电,火即然能燃烧了这么多年,证明煤炭中含有大量的高浓度的瓦斯气体,高浓度瓦斯抽完以后,这个钻孔中的瓦斯含量没有了可以往钻孔内注入高压水,一个方面能使煤层增加含水量,另一方面可以增加别的钻孔瓦斯抽出量,着火的煤场没有了瓦斯注力,大火也就慢慢的能熄灭了。不知道这个办法是不是可行,个人观点,不喜勿喷。
   方法肯定有我说一个 弄个挡风设置 把风沙挡住 让沙尘暴的沙子都掉落到煤区 扑灭火
   利用地探设备先探明地下着火范围,然后在外围一圈钻孔抽取瓦斯并高压注入水,中间着火点利用百米长臂工程车带上高压水枪逐步往地下灭火。
   贺兰山煤层裸露在地面的很多,只要温度达到了一定程度就会发生自燃(在地表下没氧气,地表就相反了),可以用水灭,但面积那么广自燃发生都是随机的。所以彻底控制和治理太难了。
   这个燃烧非常好,理由如下:
   1、煤炭是地球温度上升、环境恶化的罪恶之首,本来就不能再继续使用了;全世界已经作出共识,在本世纪中叶,实现炭达峰、炭中和的目标,煤炭将将被清洁能源所代替。因此,这些煤炭早日烧掉早好。
   2、这些煤炭之所以燃烧,主要不是因为煤炭本身,而是因为煤炭中释放的天然气,这些天然气不断释放,才引起煤炭不断燃烧。这些天然气如果没有烧掉,容易引起环境污染甚至引起空气爆炸。通过燃烧,可以有效解决环境污染问题,保障周围民众的生命安全。

7. 贺兰山煤层自燃三百年,每年损失近10亿,这是大自然的报复吗?

煤层自然发火是一种广泛存在的现象,只要是有煤的地方都有煤层自燃的现象存在,水没法大量渗透进地下层,少量的水进入反倒会有助于燃烧。

因为用水不能扑灭,贺兰山煤炭火太大了,已经直接燃烧了,本来煤矿没有燃烧,开发后,发现开发之地有自燃现象,这时,我们就用土压着,开挖出煤炭是水泡着,直接运走可用!首先,自然是在地下煤层中进行的,有的地方深达上百米,如何用水灭火是一个问题。大水漫灌首先没有足够的水源,地面又非平坦。找到自燃的位置用水管往里灌只能是杯水车薪,要知道贺兰山一年自燃烧掉的煤有近两百多万吨,按照常识至少需要上百万吨的水直接作用于着火点才能有效降温并熄灭燃烧的煤层。

煤矿着火一般面积大,分布广,还有许多顺着矿床缝隙曲折拐弯,有些是阴燃,扑灭难度非常大,是公认的世界难题。没有办法。否则早灭了!地下几十米深处,不大可能把地表挖开,更不可能用水。局部地区今天灭了,过几天自燃。反反复复,毫无办法。不要说地下,即使已经挖了出来的煤,堆积如山,时间久了没有及时处理都会自然。水够多的话可以,直接淹没整个煤层。如果只是表面淋上点,碳会与水反应产生一氧化碳与氢气,烧得更猛了。

目前的问题是煤层底下可能有巨大的空洞,根本没有足够的水浇灭煤层火,最好的办法是泥土覆盖,隔绝空气,动用大量工程机械太贵了,搞不好比那点煤都贵,只好由它烧。总而言之这并不是大自然的报复,这是人类的开发失误,虽然与自然有一点关系,但是更多的还是在人类身上,但是谈自然报复的话也不至于。

贺兰山煤层自燃三百年,每年损失近10亿,这是大自然的报复吗?

8. 贺兰山煤层自燃300年,每年损失多少钱?

煤层自燃三百年,每年损失10亿元 ,贺兰山既是我国西北重要的生态屏障,也是一座蕴藏丰富矿藏的宝山。从上世纪五十年代三线建设开始,贺兰山丰富的煤炭、硅石资源陆续开挖开采,在贺兰山下崛起一座新型工业城市——石嘴山。在人均能源利用量不足世界平均水平一半的中国,无情的大火每年要吞噬1千多万吨煤炭资源。再加上因煤层着火而无法取出的机械设备、永远不能再开采的煤炭储量(开采就会复燃),煤层自燃造成的经济损失难以估量。国际环境组织报告,煤层自燃所排放出的二氧化碳已经成为继工业排放之后的又一大温室气体排放源。煤层自燃已经成为一种灾害。这个问题在贺兰山生态深度修复过程中也颇为棘手。

煤层自燃与煤炭开采往往伴生。位于宁夏北部、贺兰山中段山间腹地的汝箕沟矿区,是贺兰山自然保护区及外围煤层自燃问题的主要集中区域,迄今已有300余年历史,发火原因大多是历代小窑开采时,工人在井下取暖或地面火未熄所致。火区是沿露头向深部蔓延燃烧,在小煤窑坑口越多、采空区范围越大的地段,火区燃烧面积也越大。特别是上世纪九十年代,由于贺兰山区中小煤窑到处乱采,导致老火区加剧发展,迅速蔓延,新火区不断产生。在汝箕沟矿区28平方公里范围内,零星分布着25处煤层自燃形成的火区,其中5处在自然保护区范围内。火区影响总面积已超3.3平方公里,最深达280米,且以每年14米至16米的速度向周边蔓延。

经过治理,目前已有5处火区基本熄灭,但剩余火区大多数分布在高山陡崖的煤层深部之中,还在不同程度地燃烧蔓延。记者进入汝箕沟矿区实地采访,从石银高速路口驱车进山,在山路上盘旋40多分钟后,来到了汝箕沟矿区内最大的火区——大峰矿羊齿采区。环顾四周,一些山头已经被烧塌,山体表面也由原来的青灰色变成了红褐色,眼前一座130米高的山体就像丹霞地貌。“我们现在所处的位置是羊齿采区的主采工作面,属于太西煤的第二层煤,也是最厚的煤层。初步估算,这里已烧掉了35万吨太西煤,而且正沿着煤层向前、向深处蔓延。”国能集团宁煤公司汝箕沟无烟煤分公司生产技术科科长王学志说。

据当地群众介绍,白天还不太明显,一到晚上整座山就是一片片的红。特别是遇到大雨天气,明火区就像是在云山雾海里,“其实地表上面整治的都非常好了,但是地底下、山里面还在烧”。受多重因素交织影响,汝箕沟矿区的火区目前仍处于活跃期,向周边蔓延的范围不断加大。不仅如此,如今位于贺兰山自然保护区内的二道岭火区火势正在逐步扩大,与内蒙古阿拉善左旗二道岭火区连成一片。
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