現(xiàn)實(shí)版火焰山！賀蘭山煤火燒了300年，為何不直接澆水？

賀蘭山深處，有一種火已經(jīng)燒了三百多年，至今沒有熄滅。很多人第一反應(yīng)是：這么大的火，調(diào)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。

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(nèi)蒙古交界處，是中國北方重要的生態(tài)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(jīng)在地下悶燒了至少三百年。

關(guān)于這把火的起源，目前有兩種主流說法。一種認(rèn)為是清代康熙年間（約1680年前后）當(dāng)?shù)鼐用袼酵趤y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(fā)生氧化反應(yīng)，釋放熱量，當(dāng)熱量積累到一定程度，煤炭便會自行燃燒。無論哪種起源，結(jié)果是一樣的，一旦點(diǎn)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(jī)制說起。

煤炭不是木柴，它不需要明火持續(xù)加熱就能維持燃燒。煤層一旦被點(diǎn)燃，燃燒產(chǎn)生的熱量會向周圍傳導(dǎo)，把相鄰的煤炭也加熱到燃點(diǎn)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(xù)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(qū)的主采煤層厚度可達(dá)14米。這意味著火焰有足夠的"燃料儲備"，可以慢慢燒、持續(xù)燒。

這種燃燒有一個專業(yè)名稱叫"陰燃"，類似于一根香的燃燒方式——沒有明火，但持續(xù)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(xù)分解、釋放可燃?xì)怏w。這些氣體一旦遇到空氣，又會形成新的燃燒點(diǎn)。如此循環(huán)往復(fù)，火勢不斷向四周蔓延。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，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(qū)范圍涉及汝箕溝、呼魯斯太等多個礦區(qū)。三百多年來，大火已經(jīng)吞噬了超過3000萬噸優(yōu)質(zhì)煤炭，相當(dāng)于一個中型煤礦的全部儲量。如果按照當(dāng)前煤炭價(jià)格估算，直接經(jīng)濟(jì)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(zāi)難

每次提到賀蘭山煤火，總有人問：調(diào)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(shí)際操作起來，不僅沒用，還可能把事情搞得更糟。

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(qū)域大多分布在地下5至50米的范圍內(nèi)。地表你能看到的只是一些冒煙的裂縫和發(fā)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(jìn)地下呢？問題更大了。

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(chǎn)生巨大的壓力，可能導(dǎo)致巖層崩塌或蒸汽爆炸。

更隱蔽的危險(xiǎn)在于水煤氣反應(yīng)。當(dāng)水蒸氣與高溫煤炭接觸時，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣。這兩種氣體都是可燃?xì)怏w，一旦與空氣混合達(dá)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(jīng)常被忽略的問題：水從哪來？

賀蘭山地處西北干旱區(qū)，年均降水量不足200毫米，蒸發(fā)量卻超過2000毫米。最近的黃河距離主火區(qū)直線距離也有幾十公里，而且賀蘭山的火區(qū)分布在海拔1500米至2000米的山區(qū)，把水輸送上去的能耗和成本極其驚人。

就算真的建成引水系統(tǒng)，一個3.3平方公里、深達(dá)幾十米的地下火區(qū)，需要多少水才能澆透？沒有人能給出準(zhǔn)確答案，但可以肯定的是，這絕對是一個天文數(shù)字。

所以問題的關(guān)鍵從來不是"水夠不夠"，而是"水根本沒法用"。

科學(xué)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(tuán)隊(duì)試過很多方法，有的管用，有的不太管用。

最傳統(tǒng)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(shí)有效。

2017年至2021年期間，寧夏在賀蘭山啟動了大規(guī)模生態(tài)修復(fù)工程，其中就包括對部分火區(qū)進(jìn)行剝離作業(yè)。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，汝箕溝礦區(qū)累計(jì)剝離燃燒煤層及圍巖超過800萬立方米，火區(qū)面積縮小了約40%。

但剝離法的問題也很明顯：太貴，而且太破壞環(huán)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(jià)是生態(tài)成本，大規(guī)模開挖會破壞山體結(jié)構(gòu)，形成新的地質(zhì)災(zāi)害隱患。賀蘭山作為國家級自然保護(hù)區(qū)的一部分，大規(guī)模開挖顯然不是長久之計(jì)。

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(qū)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(qū)就采用了這種方式，覆蓋層厚度通常在2至5米。

但覆蓋法也有局限性。黃土層會隨著時間推移出現(xiàn)裂縫，尤其是在西北地區(qū)晝夜溫差大、凍融交替頻繁的環(huán)境下，裂縫幾乎不可避免。一旦裂縫形成，空氣重新進(jìn)入，火就會死灰復(fù)燃。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，部分采用覆蓋法治理的火區(qū)，在5至10年后出現(xiàn)了復(fù)燃跡象，復(fù)燃率大約在15%至20%。

更先進(jìn)的技術(shù)是注漿法，向地下火區(qū)注入由粉煤灰、水泥、水玻璃等材料調(diào)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(nèi)外都有應(yīng)用，2010年代以來在賀蘭山也進(jìn)行過多次試驗(yàn)。數(shù)據(jù)顯示，注漿法對深層火區(qū)的控制效果優(yōu)于覆蓋法，但成本也高得多——每平方米的治理成本可達(dá)數(shù)百元，整個火區(qū)治理下來要花費(fèi)數(shù)億甚至數(shù)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。

如果不進(jìn)行人工干預(yù)，這把火能燒多久？理論上講，只要地下煤層沒燒完、空氣供應(yīng)沒切斷，它就可以一直燒下去。賀蘭山的煤炭儲量據(jù)估計(jì)超過10億噸，目前燃燒的區(qū)域只是其中一小部分。按照現(xiàn)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。

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(jù)地質(zhì)學(xué)家研究，已經(jīng)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(tài)下，煤火的壽命遠(yuǎn)超人類文明的時間尺度。

那人工干預(yù)能加速滅火嗎？可以，但不是徹底消滅，而是"控制"和"壓縮"。

寧夏從2017年開始的賀蘭山生態(tài)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，投入資金超過100億元，其中煤火治理是重要內(nèi)容之一。到2023年，官方宣布明火區(qū)已基本得到控制，火區(qū)面積比2016年縮小了60%以上。這是一個顯著的進(jìn)步，但必須清醒地認(rèn)識到，"控制"不等于"熄滅"，"明火消失"不等于"隱燃消除"。

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，雖然地表溫度明顯下降，但在部分區(qū)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(diǎn)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(fù)燃。要說"徹底熄滅"，恐怕沒有人敢打這個包票。