在宁夏与内蒙古交界的贺兰山深处,25处火区正日夜不停地燃烧。地表裂缝中渗出刺鼻的硫磺味,山体被烤成暗红色,岩石崩裂的声响不时从地底传来。

这里的地下煤层已经自燃超过300年,每年吞噬115万吨被誉为“煤中之王”的太西煤,直接经济损失高达10亿元。更令人揪心的是火区每年还以14至16米的速度向外扩张,所到之处土壤焦化、植被枯死,整座山仿佛一具被缓慢炙烤的巨兽。

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煤层自燃的本质是一场极其缓慢的燃烧。当地质运动或人为开采使煤层暴露,煤与空气中的氧气接触发生氧化反应,就像铁生锈一样持续释放热量。

但煤的导热性差,热量逐渐积聚,当温度突破临界点(约60-80℃),反应骤然加速,最终在300-350℃达到燃点。

贺兰山的“太西煤”因其高化学活性和丰富瓦斯含量,一旦点燃便形成自我维持的燃烧系统——煤提供燃料,瓦斯助长火势,裂缝输送氧气,三者形成致命闭环。

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水为何成了“助燃剂”?

“用水灭火”的常识在此完全失效。高温下,水与炽热的煤会发生化学反应:碳(C)+ 水(H₂O)→ 一氧化碳(CO)+ 氢气(H₂)。这两种气体遇氧即燃,相当于往火场投掷“燃料包”。

地质结构上,贺兰山煤层被纵横交错的裂缝切割,注水如同向筛子灌汤,难以渗透至深部火源。即便表层火被压制,深部高温仍会重新引燃煤体。

大量水蒸气在密闭空间积聚,压力骤增可能引发爆炸;而生成的一氧化碳随裂缝逸出,直接威胁人员安全。

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贺兰山并非个例,在澳大利亚新南威尔士州,温根山煤层已燃烧6000年。地表被烧结物染成红黄斑驳的“疤痕”,地下30米深处温度超1000℃。

科学家至今未能确定其燃烧范围,只能通过地表灰烬判断火势走向。美国宾夕法尼亚州的森特勒利亚镇更因1962年引发的煤层火灾,整座城镇化为鬼域:道路塌陷、毒气弥漫,居民被迫撤离,地火预计还将燃烧数百年。

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人类如何艰难“驯火”

面对地火,各国探索出三类“笨办法”:向火区灌注黄泥浆或凝胶,像“糊住伤口”般隔绝氧气。但贺兰山火区面积达3.3平方公里,泥浆常沿裂隙流失,需反复填补。

钻孔注入液氮,低温既能灭火又能抑制瓦斯爆炸。然而液氮汽化快,对深层火源效果有限,且成本高昂。

在矿井中设置风门调节气压,减少氧气渗入。山东单家村煤矿用此法配合采空区注浆,成功控制自燃,但对露天火区无能为力。

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贺兰山地火蔓延,人为因素难辞其咎。上世纪50年代起,小煤窑“开膛破肚”式开采,将完整煤层割裂成碎块,大幅增加氧气接触面。

废弃矿坑未及时封闭,更成为“供氧通道”。而自然因素同样残酷,贺兰山地处地震带,地质活动不断撕裂山体;当地干旱少雨,年均降水量不足200毫米,缺乏天然降水抑制燃烧。

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目前贺兰山仅剩2.7亿吨太西煤储量,按当前燃烧速度,50年后将烧尽。这场持久战不仅关乎资源,更是一场生态救赎,火区每年排放1.29万吨颗粒物和5324吨二氧化硫,相当于一个中型火电厂的24倍污染量,周边PM2.5常年爆表。

2020年起,宁夏采用“地面封堵+钻孔注浆”组合拳治理火区,但工程人员坦言:火线太深时,我们只能等它烧到浅层再拦截。

或许未来某天,科技能彻底降服地下煤火。但眼前的教训更深刻,每一处未填埋的矿坑、每一条未封闭的裂缝,都在为百年地火添柴。你认为未来地下煤火能熄灭吗?

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