煤层燃烧的原理
另外 , 咱们在上文中提到了贺兰山的煤被称为煤中之王是因为它有着“三低六高”的特性 , 而六高当中化学活性强的优势 , 在这里却成为了“导火索”式的存在 。
原来化学活性高和瓦斯含量高的情况 , 导致煤层一旦发生燃烧 , 其扩散的速度就会非常的快 。 所以 , 贺兰山煤层燃烧一直面临着无法扑灭且无法利用的情况 。
贺兰山煤化学活性强
可能有人会说 , 为什么不向地下疯狂灌水呢?
这是因为在地下燃烧已经有着高温基础的情况下 , 水进入其中会产生诸如一氧化碳和氢气之类的物质 , 让燃烧变得更加容易 。 所以 , 想单纯的通过水源将贺兰山的火灭了是不可能的 。
氢气燃烧更加恐怖
至于在地面建设发电厂来利用也不现实 , 首先这些燃烧的煤层位于很深的位置 , 想要充分利用是很困难的 。
再者 , 煤层燃烧各个区域的位置错综复杂 , 很难保证在火势扩大的情况下 , 以后这些火会不会越来越靠近地表 , 最终烧到“发电厂” 。 到那时 , 咱们总不能将辛苦投资的发电厂撂下一走了之吧?
建设发电厂并不现实
综上所述 , 贺兰山地下煤层的燃烧问题确实是已经持续百年的难题 。 咱们现在能做的就是尽力扑灭 , 将火灾发生的区域进一步缩小 , 尽可能的减少损失 。
值得一提的是 , 其实除了贺兰山地区的煤矿面临着这种难题 , 煤层自燃的问题在全国不少地区都存在 。
正在燃烧的煤矿
其他地区的煤层自燃现象煤层自燃作为一种特殊的自然现象 , 在全球的矿区都时有发生 , 我国的煤层燃烧的地区除了有贺兰山以外 , 像分布在新疆、内蒙古等地的矿区都有这种现象 。
根据中国矿业大学的统计数据 , 目前我国燃烧或曾经燃烧过的煤层自燃火区共有56处 , 总面积约为720平方千米 , 其中正在燃烧的火区占17到20平方千米 , 每年燃烧的煤炭数量为13000万吨左右 。
煤层自燃很常见
而世界范围内 , 像印尼、美国、澳大利亚等国家也面临着煤层自燃的难题 。
以美国为例 , 宾夕法尼亚州的某处煤矿本来是当地人的“摇钱树” , 却因为人们在地面上焚烧垃圾时不注意 , 让地下的煤炭也跟着燃烧了起来 。
在这种情况下 , 美国投入了700多万美元 , 想出了各种方法治理却都无济于事 。 所以现在人们对此事的态度就变成了“世上无难事 , 只要肯放弃” , 只能等待着地下的煤炭燃烧完 , 才能结束这场灾难 。
被煤层自燃烟雾笼罩的小镇
目前大部分国家对煤层自燃的现象都采取“防患于未然”的措施 , 在地下煤层出现燃烧的苗头之前就将其扼杀 。 因为煤层自燃需要可燃物、助燃物和高温 , 所以煤层自燃的先决条件其实是煤炭与空气等接触 , 发生氧化 。
这一阶段就是煤层在为后续的燃烧做准备 , 一旦察觉到地下煤层有水蒸气或者焦油 , 就可以开始着手准备预防了 。 那么 , 目前的煤层燃烧现象都造成了怎样的危害?有没有什么创新的方法可以更安全高效的扑灭地下煤火呢?
实时观察煤炭是否氧化
地下煤层燃烧的危害和创新防治首先地下煤层的燃烧不仅白白浪费了大量的煤炭资源 , 还破坏了地表的生态环境 。 因为煤层的燃烧会产生煤焦油、煤灰、磁铁矿等物质 , 像煤焦油这类东西是会渗出地面的 , 从而对生态造成危害 。
煤层燃烧产生的物质
再者 , 地下煤层燃烧产生的高温 , 会让地表的水分也随之蒸发 , 长此以往不仅会让地表的植物大量死亡 , 还会引发火灾 。 像咱们在前文中提到澳大利亚的地下煤层也时常燃烧 , 就影响到了森林火灾发生的频率 。
其次 , 煤矿燃烧本身就会带来严重的大气污染和加重温室效应 。 煤层自燃还属于不可控的情况 , 这就导致它可以任性的挥发有害气体 , 人类还无法减轻其影响 。
据悉 , 全球因煤层自燃产生的二氧化碳含量 , 约占世界每年排放量的10% 。
加重温室效应
总之 , 地下煤层的燃烧会带来多重危害 。 因此尽管真的很难完全扑灭 , 但是国家也一直在投入资金试图控制火势 , 并且许多矿区的“救火人员”一直在研究如何更高效快速的救火 。
比如他们想出了灌注泥浆的方法 , 先用泥浆将地下煤层和氧气隔绝 , 让其冷却 , 然后再在这之上覆盖厚厚的黄土 , 做二次保险 。