#科学了不起#《西游记》中，唐僧师徒的取经路被火焰山拦住了，因此才有了孙悟空三借芭蕉扇的典故。
在现实中，中国还真有一座扑不灭的“火焰山”，它就是贺兰山。贺兰山的煤炭层已经熊熊燃烧了足足多年，远远望去，山体就像通红的炉膛一样呼呼燃烧，走近了还能感觉到地层中扑面而来的热气。
有一部分山体已经被烧塌，原本充满生机的青绿色也变成了锈红色。难道人类对它们真的就束手无策？就算不能扑灭，难道我们不能实现“就地利用”？
煤炭自燃年，危害严重
贺兰山横亘于宁夏西部，是一座资源富裕的宝山，其中是汝箕沟矿区尤甚，那里产出的煤炭是知名的太西无烟煤，杂质最少，热含量和碳含量最高，有“煤中之王”、“太西乌金”之称。宁夏的石嘴山市就是依靠这些丰富的煤炭资源，成为了一座崛起的新型工业城市。
目前，汝箕沟矿区的煤层自燃现象已经有25处明火区，所牵涉的总面积超过3.3平方公里，每年烧掉的煤炭有万吨，目前累计已经烧毁3.45亿吨，火区占据了总面积的11%左右。目前，火势仍在以每年增加15米左右的速度蔓延，如果一直不治理，这里的煤会在50年后全部烧尽。
煤炭可以用作产热和产电，也可以用作精炼金属，生产化肥和众多的化工产品也离不开它，虽然网上常流传自燃的煤相当于“每年损失约10亿元人民币”，但是如果计算它带来的经济效益，可能远远不止这个数。
除了经济亏损，煤炭自燃最大的危害还是破坏环境生态。
煤层燃烧之后会在山体里留下空洞，部分山头已经产生塌陷现象，而且，太西煤虽然无烟，但燃烧过后依然会留下大量的污染物质。
首先是排往大气中的颗粒物和有毒气体，据统计，火区每年向大气中排放的二氧化硫能达到吨，颗粒物有1.29吨，这些有害物质漂浮在空中，危害大量动植物，并让周边城市的空气质量严重超标。
当地人反映，火区每一次下大雨，山体周围就会产生大量可视蒸汽，把天空染成红色，如同地狱之景。
其次是留在土地中的含硫化学物，会导致土壤中的有机物分解，使得土地失去“活性”，变为砖红色的模样，上面也无法再生长出植物，这又进一步加剧了水土流失。
“火焰山”几乎成为了全中国最热的地方，地表最高温度可以达到89℃，最高气温达到47.8℃，并且随着煤炭自燃的影响日渐扩大，气温可能还会继续上升。
煤炭为什么会自燃？
危害那么大，为何还放任它整整燃了三百多年而不扑灭呢？其实，不是人类不想扑灭，而是人类尽力了，但是效果一般，这要从煤炭自燃的原因开始说起。
化石自燃一直是个普遍现象，原因很多样，上世纪的苏联由于天然气钻井过度，导致脆弱的地质塌陷，形成了一个“大坑”，这个大坑不断地释放出天然气，苏联人担心天然气发生爆炸，索性直接用火点燃洞口的天然气，不想这个大坑居然燃烧了五十多年都没停。
我们贺兰山的煤炭自燃原因，要说起来也和苏联差不多，都是由自然和人为两方因素构成。
自然因素
煤炭自燃需要经历三个阶段：
第一个阶段是潜伏期。潜伏期就是煤层中的煤炭先和氧气充分接触，在充分的暴露时长下，二者发生氧化反应，释放出热量，同时当地海拔高，日照强，白天太阳光带来的热量也会储藏在地层里；第二个阶段是自热期。当地层里积累的热量到了一定限度，大约是在60~80℃，煤炭会进一步氧化，并进入赤热状态，开始发出可见光；
第三个阶段是燃烧期。当煤炭的温度继续升到~℃，煤炭就会自发地燃烧起来。由于太西煤的质量很高，产生的热量多，瓦斯含量也很高，所以瓦斯也会和煤炭一起燃烧，导致火势久久不停。
人为原因
而人为原因，也可以说是历史原因，贺兰山煤炭是从清朝开始自燃的，因为那时人们喜欢造小窑开采煤矿，小窑中的工人缺乏安全意识，经常在地表上生火取暖，这又进一步加剧了煤炭的温度升高。并且明火很容易就成为“导火索”，在到达一定限度的时候直接就点燃了煤炭。
而现代的煤炭开采，更是进一步加剧了这个过程，因为开采技术的进步，以及开采范围、深度的扩大，火势很快就蔓延到了总面积的1/10以上。
有办法阻止煤炭继续自燃吗？
不论是自然原因还是人为原因，我们都很容易看出燃烧的三要素：煤炭和瓦斯是可燃物，氧气是助燃剂，氧化产生的热量和日照提供了足以达到着火点的高温。
人类要阻止燃烧，思路就是阻止燃烧过程中的任意一个条件或者环节，那么自燃也会立刻停止。
最容易想到的手段是降温，我们平时用水灭火利用的就是这个原理。水与火相遇，吸收大量热量，水变成水蒸气，可燃物的温度却慢慢降到起火点之下，这样燃烧反应就停止了。
那么，贺兰山的煤层能用水来扑灭吗？答案却是否定的。我们想想下雨就知道了，天降大雨都无能为力，更别提人工浇水了。这是因为碳在高温之下具有很强的还原性，在遇水的时候会将水还原为氢气，并产生一氧化碳。
一氧化碳是煤气中毒的罪魁祸首，也就是俗称的水煤气，同样可燃，用水扑灭煤层不仅不能让火势变小，甚至有可能发生爆炸。
那么，如果从助燃剂——也就是氧气入手呢？阻断煤炭和空气的接触，让它把现有氧气消耗光，这样不就能阻止燃烧了吗？
这个想法比用水扑灭更成熟一点，但实行起来难度同样很大。目前，人们在起火的煤层之上尝试了“泥浆灌注”的方法，也就是将一定浓度的泥浆灌入煤层中，泥浆会填充缝隙，使其内部氧气浓度降低，同时达到降温的功效。
但这种方法有个重大的缺陷：只适合处理深层的煤炭，对于表面燃烧着明火的煤层无能为力。如果要处理表面的明火，只能先把表层的煤炭给挖掉，但这样需要面临极高的安全风险，火区随时可能爆炸。
好在，有办法总比束手无策好，目前，我国已经用类似的方法，在埋藏浅、着火点低的5处煤层扑灭了火焰，过亿吨的煤炭资源因此得到保护，降低了经济损失。
无法灭火的煤层，可以考虑就地利用吗？
那么，扑灭不了的着火煤层，我们有没有什么别的办法处理呢？
比如前文提过的苏联天然气坑，现在位于土库曼斯坦，已经被命名为“地狱之门”，成为了当地一处受欢迎的旅游景点，近五年来有超过5万名游客到访，给当地带来了不错的旅游收入。
“地狱之门”
贺兰山的自燃煤层能借鉴这种经验吗？这恐怕很难，因为放任没有煤炭知识的游客在火区游荡，要面临着太大的安全风险，不是哪个国家都能做到那么心大的。
很多煤堆看起来可能还在燃烧，但是内部已经烧空了，一旦一脚踩空掉进去，里面的高温能把一个人活活烫死。
还有很多网友提议：能不能在那里建设火电厂，不用扑灭也不用开采，直接就地利用？
虽然有一定道理，但实行起来的难度太大了，因为贺兰山的地层松散，不适合打地基，否则煤炭也不会因为缝隙间的氧气和瓦斯“自燃”。
目前，我们对于贺兰山的自燃煤层还没有很好的解决方法，为此不得不感叹，对于脆弱的生态环境，人类开采利用的时候须抱着严谨的心态去对待。
对于贺兰山今后要如何治理，欢迎将想法和脑洞在评论留言。
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