賀蘭山深處,有一種火已經燒了三百多年,至今沒有熄滅。很多人第一反應是:這么大的火,調幾十輛消防車往上澆水不就完了?事情要是這么簡單,這把火也不至于從清朝康熙年間燒到今天。
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三百年不滅的火,到底是怎么燒起來的?
賀蘭山位于寧夏與內蒙古交界處,是中國北方重要的生態屏障。但很少有人知道,這座山的地下埋藏著豐富的煤炭資源,而其中一部分煤層,已經在地下悶燒了至少三百年。
關于這把火的起源,目前有兩種主流說法。一種認為是清代康熙年間(約1680年前后)當地居民私挖亂采時不慎引燃。另一種說法指向自燃,煤層中的硫化物與空氣接觸后發生氧化反應,釋放熱量,當熱量積累到一定程度,煤炭便會自行燃燒。無論哪種起源,結果是一樣的,一旦點燃,這把火就再也沒有停下來。
為什么煤火能燒這么久?這得從煤炭燃燒的特殊機制說起。
煤炭不是木柴,它不需要明火持續加熱就能維持燃燒。煤層一旦被點燃,燃燒產生的熱量會向周圍傳導,把相鄰的煤炭也加熱到燃點以上。同時,地下煤層并非完全密封,巖石裂縫和廢棄礦井為空氣提供了通道。
只要有氧氣持續滲入,燃燒就不會停止。更麻煩的是,煤層厚度通常在幾米到幾十米不等,賀蘭山汝箕溝礦區的主采煤層厚度可達14米。這意味著火焰有足夠的"燃料儲備",可以慢慢燒、持續燒。
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這種燃燒有一個專業名稱叫"陰燃",類似于一根香的燃燒方式——沒有明火,但持續放熱。陰燃的溫度通常在300℃到600℃之間,雖然比明火低,但足以讓煤炭持續分解、釋放可燃氣體。這些氣體一旦遇到空氣,又會形成新的燃燒點。如此循環往復,火勢不斷向四周蔓延。
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根據調查數據,截至2020年代初,賀蘭山煤火燃燒面積約為3.3平方公里,火區范圍涉及汝箕溝、呼魯斯太等多個礦區。三百多年來,大火已經吞噬了超過3000萬噸優質煤炭,相當于一個中型煤礦的全部儲量。如果按照當前煤炭價格估算,直接經濟損失超過200億元人民幣。
為什么不能用水滅火?說起來簡單,做起來是災難
每次提到賀蘭山煤火,總有人問:調幾百輛消防車去澆不就行了?或者干脆從黃河引水過去?
這個想法聽起來合理,但實際操作起來,不僅沒用,還可能把事情搞得更糟。
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煤火不是地表火,而是地下火。
賀蘭山的煤層埋深從幾米到上百米不等,燃燒區域大多分布在地下5至50米的范圍內。地表你能看到的只是一些冒煙的裂縫和發燙的巖石,真正的火源藏在厚厚的巖層之下。往地表澆水,就像往鍋蓋上潑水,根本澆不到鍋里的火。
退一步說,就算你能把水送進地下呢?問題更大了。
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水遇到高溫煤層會迅速汽化。一升水變成水蒸氣后,體積會膨脹約1700倍。在封閉的地下空間里,大量水蒸氣會產生巨大的壓力,可能導致巖層崩塌或蒸汽爆炸。
更隱蔽的危險在于水煤氣反應。當水蒸氣與高溫煤炭接觸時,會發生化學反應,生成一氧化碳和氫氣。這兩種氣體都是可燃氣體,一旦與空氣混合達到爆炸極限(一氧化碳的爆炸極限是12.5%至74.2%,氫氣是4%至75%),遇到火源就會爆炸。換句話說,你澆下去的水,很可能變成新的燃料。
還有一個經常被忽略的問題:水從哪來?
賀蘭山地處西北干旱區,年均降水量不足200毫米,蒸發量卻超過2000毫米。最近的黃河距離主火區直線距離也有幾十公里,而且賀蘭山的火區分布在海拔1500米至2000米的山區,把水輸送上去的能耗和成本極其驚人。
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就算真的建成引水系統,一個3.3平方公里、深達幾十米的地下火區,需要多少水才能澆透?沒有人能給出準確答案,但可以肯定的是,這絕對是一個天文數字。
所以問題的關鍵從來不是"水夠不夠",而是"水根本沒法用"。
科學家們這些年都試過什么招?效果如何?
既然水不行,那有沒有別的辦法?過去幾十年里,中國和世界各國的科研團隊試過很多方法,有的管用,有的不太管用。
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最傳統的方法是剝離法,簡單說就是"挖掉"。把燃燒的煤層連同周圍的巖石一起挖走,徹底清除火源。這招聽起來簡單粗暴,但確實有效。
2017年至2021年期間,寧夏在賀蘭山啟動了大規模生態修復工程,其中就包括對部分火區進行剝離作業。根據官方數據,汝箕溝礦區累計剝離燃燒煤層及圍巖超過800萬立方米,火區面積縮小了約40%。
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但剝離法的問題也很明顯:太貴,而且太破壞環境。挖一立方米的巖石成本約50至100元,800萬立方米就是4到8億元。更大的代價是生態成本,大規模開挖會破壞山體結構,形成新的地質災害隱患。賀蘭山作為國家級自然保護區的一部分,大規模開挖顯然不是長久之計。
另一種常用的方法是黃土覆蓋法。原理是用厚厚的黃土層把火區覆蓋起來,隔絕空氣,讓火窒息。這種方法成本相對較低,對地表破壞也小一些。賀蘭山的部分火區就采用了這種方式,覆蓋層厚度通常在2至5米。
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但覆蓋法也有局限性。黃土層會隨著時間推移出現裂縫,尤其是在西北地區晝夜溫差大、凍融交替頻繁的環境下,裂縫幾乎不可避免。一旦裂縫形成,空氣重新進入,火就會死灰復燃。根據監測數據,部分采用覆蓋法治理的火區,在5至10年后出現了復燃跡象,復燃率大約在15%至20%。
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更先進的技術是注漿法,向地下火區注入由粉煤灰、水泥、水玻璃等材料調配而成的漿液。漿液凝固后既能隔絕空氣,又能降低煤層溫度。這種方法在國內外都有應用,2010年代以來在賀蘭山也進行過多次試驗。數據顯示,注漿法對深層火區的控制效果優于覆蓋法,但成本也高得多——每平方米的治理成本可達數百元,整個火區治理下來要花費數億甚至數十億元。
說白了,對付煤火,人類手里的牌并不多。
這把火什么時候能滅?真相可能讓人沮喪
這是最核心的問題,也是最難回答的問題。
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如果不進行人工干預,這把火能燒多久?理論上講,只要地下煤層沒燒完、空氣供應沒切斷,它就可以一直燒下去。賀蘭山的煤炭儲量據估計超過10億噸,目前燃燒的區域只是其中一小部分。按照現在的燃燒速度(每年消耗約50至80萬噸煤炭),燒上幾百年甚至上千年都是完全可能的。
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澳大利亞新南威爾士州有一處名叫"燃燒山"(Burning Mountain)的地下煤火,據地質學家研究,已經燃燒了至少6000年,是目前已知最古老的地下煤火。這說明在自然狀態下,煤火的壽命遠超人類文明的時間尺度。
那人工干預能加速滅火嗎?可以,但不是徹底消滅,而是"控制"和"壓縮"。
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寧夏從2017年開始的賀蘭山生態修復攻堅戰,投入資金超過100億元,其中煤火治理是重要內容之一。到2023年,官方宣布明火區已基本得到控制,火區面積比2016年縮小了60%以上。這是一個顯著的進步,但必須清醒地認識到,"控制"不等于"熄滅","明火消失"不等于"隱燃消除"。
監測數據顯示,雖然地表溫度明顯下降,但在部分區域,地下20至30米深度仍有高溫異常,最高溫度超過200℃。這些隱燃點就像埋在地下的定時炸彈,隨時可能在某個裂縫形成后重新復燃。要說"徹底熄滅",恐怕沒有人敢打這個包票。
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