世界上持續時間最長的“火災”有多久?
答案是:6000年。
這裡說的,是位於澳大利亞新南威爾士州一處國家公園正在發生的事:一場失控的“火災”在地表以下30米的位置熊熊燃燒,並且以平均每年1米的速度向南移動,所過之處,寸草不生。
令人驚異的是,科學家們發現,這場“火災”不同於火山內部——它確確實實在不停地燃燒,並且難以撲滅。因為它的燃燒位置在地表以下,於是便得了“地下火”的名字。
無獨有偶,像這樣的“地下火”,世界上很多地方都有。我國的賀蘭山區汝箕溝礦區就有這麼一個,持續燒了300多年。
“撲滅它”,已經成了一個非常嚴峻的話題。
“地下火”的由來
“地下火”肯定不是毫無緣由就燒起來的。
稍稍對比一下澳大利亞的“地下火”和賀蘭山區的“地下火”,你會發現,它們有一個非常明顯的共性。那就是——“地下火”位置存在地下煤層。
直白點說,“地下火”之所以存在,極有可能是因為地下煤層的自燃。
通常情況下,煤的自燃一般會經歷3個階段。
第1階段可以被稱為“準備期”。在這個階段,隨著外界空氣的流入,地下煤層會發生一定的低溫氧化反應。當這個反應發展到一定程度後,就進入了第2階段,“自熱期”。
“自熱期”的地下煤層氧化速度加快。不穩定的氧化物會先後分解成水、二氧化碳和一氧化碳。而氧化反應所產生的熱量會讓周圍環境持續升溫,當環境溫度超過臨界值T=60~80℃時,地下煤層就會開始生成碳氫化合物、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體,煤層狀態也會呈現赤熱狀態。
第3階段是“燃燒期”。這個階段是地下煤層從低溫氧化發展成自燃的最後1個階段。這期間,環境空氣中的氧含量顯著減少,二氧化碳則數量倍增,並且產生更多的一氧化碳。“地下火”一旦燒起來,地下巷道中會出現濃烈的煙霧,有時候還會出現明火,火源溫度非常高。
至於我國賀蘭山區的“地下火”,有專家研究表示,它的燃燒還可能和早期不規範的煤礦開採有關。
賀蘭山區的煤礦被發現的時間非常早,其開採歷史甚至能追溯到古代。古人的煤礦開採方法肯定不如現在規範,人們就地生火取暖、做飯,都有可能成為引燃地下煤層的導火索。再加上滅火措施不到位,即便肉眼可見的地方沒有明火,但很有可能給地下煤層留下燃火點。
據2021年的1篇文章統計,目前賀蘭山區煤礦的燃火點多達25處,常年燃燒的總面積已經長達3.3公里,並且每年還以15米的範圍向外擴散。
“地下火”,就沒人管管?
即便站在地面的人不能直觀地看到“地下火”燃燒的可怕場景,但這並不代表,“地下火”對周遭的環境沒有傷害。
澳大利亞那場燃燒6000年的大火所到之處寸草不生。賀蘭山區汝箕溝礦區的“地下火”更是有過之而無不及,除了燃燒所釋放出來的大量有害氣體外,最關鍵的,礦區內的“地下火”每燃燒1天,消耗的都是我國最為珍貴的太西煤。
和其他地區的煤礦相比,太西煤具有三低(低磷、低灰、低硫)六高(高發熱量、高塊煤率、高比電阻、高化學活性、高精煤回收率和高機械強度)的特點,一貫有“煤中之王”的稱號。而地面之下的熊熊“地下火”,每年都會白白燒掉約115萬噸太西煤,直接造成的經濟損失就約為10億元。
有人甚至估算過,按照目前火勢的發展,大約再過50年,汝箕溝礦區裡的太西煤就有可能燃燒殆盡。
形勢既然這麼嚴峻,就沒人想著管管?
但問題是,這個事情真不好管。
一般我們要滅火,最常見的兩種思路,要麼是切斷燃燒源,沒得可燒了,火自然就滅了。要麼就是切斷燃燒所需的氧氣供給,沒有氧氣了,火慢慢也就滅了。
但這兩種思路,對於“地下火”的幫助都不算太大。
就拿第一種思路來說,“地下火”的主要燃燒源就是煤。可是,它的燃燒位置附近恰恰都是地下煤層,否則也不可能燒起來,在這種情況下想徹底切斷燃燒源,又想盡可能保住珍貴的煤炭資源,難度非常大。
至於切斷氧氣供給,就更難了。還是拿我們賀蘭山區的“地下火”為例。那個位置本來就地處礦區,有大大小小的礦井和巷道。空氣的流動遠比我們想象得更難琢磨,堵住了一段,稍有縫隙,外界的空氣就還能鑽進去,想徹底把空氣流通的路線堵死,短時間內可能性也不大。
想徹底解決好這個問題,需要的一定是一個兼顧各個方面的全域性性方案。
希望這個方案能來得早一點。每早一天,就能為我國以及世界,多節約一些珍貴的煤礦資源。
《我是科學人》紀錄片由劍南春特約贊助。