宁夏贺兰山地区是我国著名的煤炭产区，山脉北段分布有40平方公里的优质煤田，煤矿储量高达15亿吨，堪称一座“煤库”。可惜的是，贺兰山煤层的自燃现象也相当严重，地下煤火已累计燃尽了3.4亿吨煤炭，其中不乏低磷、低硫、高发热量的优质无烟煤，平均每年造成的经济损失超过10亿元。

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。对此有网友提问：大量的煤炭资源被白白燃烧浪费掉，为什么不采用浇水的方式扑灭火源呢？

在回答这个问题之前，我们不妨先来了解一下贺兰山煤矿的“秘密”。

贺兰山煤矿的秘密

在2008年，宁夏自治区地矿局的考察队花了整整3年时间勘探了全区的煤炭资源储量，估计值为20亿吨。据调查，宁夏的煤矿主要分布于3条成矿带：贺兰山成矿带、宁南弧形构造带以及鄂尔多斯盆地西缘成矿带。其中，贺兰山的煤矿储量尤其丰富，品质优，分布集中，受到了中国地质矿产经济学会专家的高度评价。

贺兰山矿区

众所周知，煤炭被称为“黑色的金子”，经济价值高，市场上每吨售价500~1000元不等。采矿是民间的暴利行业，早在上世纪50年代，贺兰山的私人矿场就如雨后春笋一般涌现出来，规模大小不一，采矿点呈零星分布。石嘴山市更是凭借着丰富的煤炭储量与大规模的开发迅速崛起，汝箕沟无烟煤分公司也因此成为了全国唯一一家生产国家标准煤样的企业。

不可否认，丰富的煤炭资源确实为贺兰山一带的经济发展带来了丰厚的福利。但由于采矿单位大多都是民间私企，滥采乱挖的现象非常严重，缺乏统一的标准化管理。不规范的采矿经营给矿区的安全生产埋下了诸多隐患，导致地面的明火区域越来越大，一度呈现出恶化趋势。

我国的《煤矿安全规程》对矿区的火灾预警监测早已作出了明确的规定，比如矿区应定期检查一氧化碳、乙烯等可燃性气体的含量，还要确定煤层着火的标志气体及其浓度临界值。但是在现实层面，真正落实到位的矿区并不多，盗采、偷采现象时有发生，使得煤层燃烧愈演愈烈。

煤炭开采不规范，为什么会助长地下煤火的燃烧势头呢？

以汝箕沟矿区为例，当地的太西煤中具有高块煤率、高发热率、高化学活性等特点，煤层缝隙中瓦斯含量较高，在高温通气的条件下很容易发生自燃。人为开挖的地下通道错综复杂，大大增加了空气与煤层的接触面积，为煤层燃烧提供了良好的输氧通道，增加了着火隐患。

矿区煤层燃烧的一般模型

另外，某些矿工在井下作业时安全意识较差，甚至在井下生火取暖。尤其在焊接和爆破时，一旦操作不当就有可能成为煤层自燃的直接诱因，从而引发惨重的悲剧。

为什么不能用浇水的方法扑灭地下煤火？

首先要说明的是，地下矿井以及煤层岩石的缝隙中含有较多的有毒气体，常见的有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、甲烷等等，其中一氧化碳、烷烃等均属于可燃性气体。另外，褐煤、长焰煤、肥煤、焦煤等不同的煤种随着温度的升高，产生一氧化碳等可燃性气体的速度都会越来越快。比如在250℃时（此时还未达到煤炭的着火点），1克肥煤1分钟就能氧化产生1.5~2L的一氧化碳，威力堪比“毒气弹”！

除了人为因素引发的煤层燃烧之外，煤炭本身也具有自燃倾向性，在高温、空气流通的情况下更容易自燃。需要特别注意的是，无论是自燃还是人为引起的煤层燃烧，都不能用水来扑灭。这是因为地下煤火的温度极高，遇水后会形成大量水蒸气，碳和水蒸气在高温条件下会发生化学反应，产生一氧化碳和氢气。

整个反应的结果就是导致混合气体的体积迅速膨胀，而矿井和煤层缝隙中的空间有限，相对闭塞，气压便会急剧升高。更要命的是在明火条件下，一氧化碳和氢气还会与氧气发生剧烈反应，在地下通道内引发爆炸，导致地表塌陷、矿井塌方，后果不堪设想。

事实上，在所有扑灭地下煤火的方式中，用水浇是最不科学的一种，反而会起到火上浇油的效果，并不是明智之举。

地下煤火到底该如何扑灭？

根据中国矿业大学的相关统计，我国燃烧的煤层有56处之多，总面积约720平方公里，其中有一些明火区已被相继扑灭。目前，还在燃烧的火区面积约为17~20平方公里，平均每天烧掉1300万吨优质煤炭，造成了极大的资源浪费。

那么，对于地下煤火到底该如何应对呢？

目前，我国主流的做法是通过重型设备对燃烧区域进行网格化钻孔施工。第一步是在燃烧煤层与地面之间打开一条通道，之后向煤层中灌入大量的泥浆。第二步，在冷却的煤层上再覆盖一层厚度超过1米的黄土，彻底阻断地下煤层与空气的接触。

在这里，泥浆一方面起到了冷却煤层的作用，另一方面填充了煤层的狭小缝隙，隔绝了空气，进而破坏煤层着火的必要条件。虽然灭火的原理很简单，但实际上处理的难度却非同小可，主要是因为地下的煤火很容易反弹。

贺兰山地下煤火相互贯通

要知道，地下的矿井、矿道一般呈蜂窝状，彼此紧密相连，大型煤层在地下甚至蔓延数千公里。如果有一处地火没有完全扑灭，周边的矿区就有可能重新复燃，类似的案例并不少见。为此，需要专业的科研团队判断、分析地下煤层的内部构造，分多个地点逐一清除所有的着火点，才能彻底扑灭地下煤层。

不过也有一些专家认为，地下煤火治理成本高昂而且难见成效，不如换一种思路，反过来利用这一资源。比如在2018年，中国矿业大学的地下煤火研究团队就攻克了一项技术难关，将煤田火区的热能转变成了清洁的电能。

目前，该项技术在新疆乌鲁木齐的大泉湖煤田火区已经投入工程应用，100多个小型钻孔每年可发电200多千瓦，为解决偏远地区的供电提供了帮助。另外，这张热电转化技术还节约了水资源，减少了废气、毒气的产生，对生态环境来说大有裨益，值得推广借鉴。

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