贺兰山煤层从清朝至今已自燃300多年，一年烧掉10亿元

　　1.贺兰山煤矿燃烧300年，破坏力不可低估

　　贺兰山地处内蒙古自治区和宁夏自治区边界，自古以来就被誉为宁夏人民的"父亲山",具有重要作用。 这里山峦起伏，沟壑纵横；气候干旱少雨，植被稀少且分布零散；土地肥沃，资源富集，是发展农牧业生产和工业经济的理想之地；旅游资源贫乏而独特。 煤炭资源和硅石等矿产资源丰富，贺兰山名扬天下，同时又以27.6万公顷森林面积而成为中国北方重要的天然氧吧。

　　但贺兰山在开膛破肚采掘一个多世纪后，已经千疮百孔，满目疮痍了，山脚下被数百家小煤矿和加工企业辗转反侧的痕迹尚未退去，其中就有300多年燃尽的煤层。

　　汝箕沟矿区地处宁夏北部贺兰山中山间腹地，包括汝箕沟，红梁井和白芨沟等6个煤矿区，为贺兰山周边煤层自燃和保护区主体。 近年来随着国家对环境保护工作的日益重视，越来越多的人开始关注和研究这一地区的环境问题，也有一些人提出了关于“煤与瓦斯突出”这个名词。 通常所说的贺兰山煤矿自燃就是指这个地区。

　　整个汝箕沟矿区共28平方公里，有25个大小不等的天然火区，火区面积已达到3.3平方公里以上，并正以每年14～16米的速度扩展到周边地区。

　　煤层自燃所造成的第一个问题，毫无疑问就是浪费了大量的资源。

　　汝箕沟矿区出产的煤炭又被称为"太西无烟煤",这类煤炭密度大，硬度大，高光泽，更为重要的是其含硫量和含碳量均为典型的"三低六高",素有"煤中之王"之称。

　　问题在于已探明太西煤总储存量5.8亿吨，目前只剩2.7亿吨，而自燃火区至少还有6700万吨太西煤储存量，年焚烧太西煤115万吨左右，直接经济损失更达到10亿元，与一些县一年财政收入基本持平。 如果把这些煤炭全部烧光的话，汝箕沟矿将会成为一座“无底洞”矿井。为此，主管部门决定在今后5年内对其进行治理开发工作。 专家们指出，按目前火区燃烧速度计算，整个汝箕沟矿区太西煤最快在25年内就会燃尽。

　　自燃不仅会导致煤炭资源的大量流失，同时也会引起一系列的问题。

　　一是煤炭自燃放出的热，高温直接改变周边土地和山体原有的物理结构，造成造成地层塌陷和山体裂缝的地质灾害概率大大增加。 而遭受大火摧残的土壤养分流失较多，土质太松，如遇暴雨，水土流失几乎不可避免，严重影响植被后期恢复。 其次，由于采煤过程中产生的粉尘以及煤尘对空气和环境造成污染。再次，煤矿开采所带来的各种灾害给当地居民生活带来很大危害，甚至威胁到人们的生命安全。 汝箕沟由于煤层自燃，每年流失土地面积达16公顷以上。

　　其次，煤炭燃烧会向周围的大气，土壤和水体中释放出大量的有害物质。 2020年生态环境监测中心对汝箕沟矿自燃火区大气环境进行了现场监测，发现烟气中存在大量氮氧化物，一氧化碳和二氧化硫等有害气体。 在此背景下，汝州市环保局决定将该区域作为重点治理对象，并投入资金100多万元用于环境治理工程。经过3年多的综合治理后，现已初见成效。污染指数下降到10以下。空气质量明显好转。 数据表明，全火区二氧化硫年排放量达5300吨，其中固体颗粒物就达13000吨，仅颗粒物一项就相当于有200多家中型火电厂同时运行。

　　这些有害气体主要是硫磺，芒硝和煤焦油等，积聚在矿区及其周边地区上空，给生活环境和自然生态带来了严重的破坏和影响。 （4）根据研究区大气污染物来源及其时空分布特征，结合当地实际情况提出相应防治对策与措施。主要包括：加强生态环境保护；提高能源利用效率等方面内容。本论文具有一定创新性。 就邻近石嘴山市而言，2019年度监测二氧化硫和二氧化氮浓度分别达到3.12%和1.39%,超出矿区对周边环境的最大影响限值。

　　一些有害物质可以被枝叶和花草吸收，这些有害物质在降低空气污染时却“引火上身”。 据报道，内蒙古贺兰山地区有一种叫紫花苜蓿的草，它含有大量的氟化物和重金属元素，是导致家畜慢性氟中毒的罪魁祸首之一。此外，还有一些有毒植物也可能成为元凶。 牧草在从土壤中吸收水分和养料时，以氟等有害物质进入绿色植被并最终被家畜食用，造成家畜慢性氟中毒，贺兰山地区羊氟中毒发病率较高就是其原因之一。

　　2，贺兰山的煤层为什么是天然的

　　贺兰山煤层究竟是怎样燃烧起来的，有二种说法。

　　有一说是人为造成的。 贺兰山煤矿的开采已有明确的文字记载，可以追溯到300多年前的清朝，后来又不断有人加入偷采和乱采队，大大小小的黑窑作坊如雨后春笋般涌现出来，但也是屡禁不止。 据不完全统计，自1958年至1966年间共发生过5次大规模盗掘活动，其中最大一次达到100余次；而这一切都与采煤过程有着密不可分的联系。 其间一些职工不计死活地下取暖，地上生火做饭，加之贺兰山独特的煤层结构终于引发火区自燃长达一个世纪之久。

　　等到上世纪八/九十年代，数百座小煤矿聚集在贺兰山上，四处乱采，乱挖造成老火区快速向外扩散，造成今天这种状况。

　　另据报道，贺兰山煤层独特的地质构造触发了大自然。 由于贺兰山的地理位置，日照充足，辐射能力强，热力资源良好。 据统计，贺兰山周边地区年日照时间在3000小时以上。 而贺兰山地区位于我国中东部，属于温带大陆性气候，夏季高温高湿，冬季寒冷少雪；春季多风少雨，秋季干旱少霜。因此当地年平均气温较低。 温度稳定，空气干燥，仅2900米高度上温度稳定≥10摄氏度的天数就有38天，而周边1100米高度上的地区更有172天。 这种气候条件给贺兰山煤层自燃造成了方便。

　　气候条件是一回事，贺兰山的煤层特征又是诱发自燃的主要因素之一。 本文主要介绍贺兰山地区煤炭自燃发火机理和防治方法。 贺兰山地处地壳运动多发区，在几万年的演进中，多是由于地质碰撞和挤压而使煤层暴露和倾斜，很多煤层在长期暴露在空气中之后会不断地积聚热量，当气温到达燃点时就会开始自燃。 此外前文提到太西无烟煤含碳量和瓦斯含量都很高，化学性质也很活泼，但它们却成为助推剂点燃后可继续自燃，以致煤层突然燃烧达300年以上。

　　3.为什么不熄灭自燃煤层

　　其实贺兰山的煤层自燃是浪费了，已经有人在尝试灭火了。 但当时的条件十分艰苦，没有人愿意冒着巨大的风险去做这件事。直到19世纪60年代才有科学家发现，并开始研究如何灭火。 文献记载一百多年前，清朝的煤矿管理机构就曾经组织过工人去扑灭它，奈何困难实在是太大，试过各种办法都以失败而告终。

　　20世纪90年代还对汝箕沟矿区进行了灭火，并计划把整个自燃煤层全部开采出来，从源头上解决自燃问题。 当时采取的方法是先向采空区灌注二氧化碳气体后再进行火区治理。这种方式虽然取得一定效果，但在后期使用时存在很大缺陷：一是不能及时有效地对火源扑灭；二是成本高。 但由于监管欠缺，导致一些人以灭火为名进行盗挖和盗采，这或者是错失了一次灭火良机。

　　那么，为什么贺兰山自燃煤层不直接灭火呢？ 其困难何在？

　　自燃煤层难以扑灭的重要原因之一，就是很多常规方法不能执行。 比如：用火源点火；使用高压气体或化学药剂进行灭火等。这些传统方法都有其局限性。随着科学技术的进步，越来越多的新技术被应用到了自燃煤层上。 喷水降温和隔氧是最为常见的方式，但是对煤层来说这是个相当大的挑战。 煤层里有些物质根本不需要氧气就能燃烧，而当燃烧旺盛且温度很高时，也有可能和水起"水煤气"反应，因此水起助燃作用。 如今的贺兰山煤矿已是千疮百孔了，喷出来的水直插煤层深处，在大量水的侵蚀之下恐怕将造成一系列灾难性后果。

　　有专家建议在自然区铺设惰性物来隔离任何气体从而灭火。 但目前尚未形成统一意见。本文通过对该技术进行理论分析和计算论证后认为：在我国西北地区采用这种方式具有一定可行性。建议尽快研究此方案并付诸于实践中去。 问题在于贺兰山的环境复杂，高低不平，这样的计划执行起来非常困难，因此没有进行深入的研究。

　　2019年汝箕沟矿区火区治理送审方案提出了"注浆灌浆",而象羊齿火区和中槽火区这样的地区煤层倾角太大，漏风供氧足够多，有较大面积明火，再用注浆灌浆是不可取的。 为了解决上述问题，在充分调查研究和分析论证的基础上，最终选择了用水泥浆液进行堵漏灌浆。该设计方案经现场应用效果良好，取得了明显效益。但同时也暴露出一些不足。 由于种种原因，该计划未得到批准，专家组提出的原因是该计划有缺陷。

　　贺兰山煤层自燃已超过300年，若能扑灭它，就不会燃烧至今。 在这漫长的岁月里一直没有找到合适的方法和技术控制它，直到20世纪80年代中期才出现了世界上第一个用煤炭作为燃料的矿井--山西潞安集团王庄煤矿。 怎样消灭它，何时消灭它，正在考验我们专家学者和人民群众的智慧。