地下火

地下煤火，是指埋藏在地下的煤層燃燒，並逐步蔓延發展形成規模較大的煤田火災，專業術語稱“煤炭自然發火”。

紅色的土壤，酥脆的岩石，大地籠罩着白煙，到了晚上一片紅紅的小火苗。在中國新疆、內蒙古等礦區，常常可看到這樣的景象，這就是地下煤火。燃燒着或曾經燃燒的火區，目前中國有56處，面積約720平方公里，其中正在燃燒的火區面積有17至20平方公里，每年燒掉煤炭資源約1000餘萬噸。

從世界範圍來看，煤火主要發生在印尼、中國和印度。印尼地礦部官員表示，僅印尼就有超過1000處的地下煤火在燃燒。煤火燃燒數十年造成周邊地區長期乾燥，森林火災不可避免，這可謂險上加險，對於滅火則是難上加難。地面煤火最終可能被雨水澆滅，但是任地下煤火自生自滅無異於天方夜譚，需等到耗盡煤層，或碰到大面積的地下水帶。煤火困擾印尼已經20多年，自從1982年厄爾尼諾現象引發乾旱煤火燃起以來，現已撲滅確認263處中的106處。煤火日益普遍的趨勢源自諸如焊接、爆破等井下活動，有時礦工在井下隨意扔只煙頭都可能引發煤火。

煤炭自然發火的機理，業內比較公認的是“煤氧複合作用學説”。煤在自然環境中與空氣接觸，吸附氧氣併產生氧化作用，產生的熱量使煤炭逐漸升温，當煤層中產生的熱量大於散發的熱量時，開始聚熱增温。煤炭明顯升温的特徵值，一般認為在60℃至80℃之間。這一階段煤的熱效應明顯，並開始出現乾餾反應，生成芳香族碳氫化合物等可燃性氣體。

“地下煤火多發生在煤層的露頭位置，也是接觸空氣的位置。此外，井下的採空區因礦壓而形成很多裂隙，空氣容易進入，也是煤易自燃的地方。”

當温度繼續升高，外在、內在水分蒸發，熱解作用加速進行，煤開始出現冒煙現象，當升温達到煤自燃臨界值時，就開始着火了。

地火形成後，地表和周圍土地大範圍內因温度極高而生物無法生存，產生很大的生物滅絕。

同時，地火也消耗地下水，對地下結構產生很大的影響。

中國北方地下煤火按發火時間可分為史前火、唐清火和現代火。史前火發生在地質歷史時期，它是地質構造運動或古氣候等自然因素作用而引起的，常分佈於區域性大斷裂附近或煤層露頭處，現在早已熄滅。

唐清火發生於古代和近代。據記載，我國從唐朝開始採煤作業，但直至清朝採煤工藝一直髮展緩慢，只能開採近地表的煤層，礦井很淺，為煤火發育提供了條件。這段時期，在氣候及人為作用下引發了許多煤火，其中一部分已經熄滅，而埋藏較淺的近水平煤層，煤火則繼續燃燒。

現代火形成於現代，主要由煤層自燃和人為兩方面原因引起。人為原因主要是上世紀50年代末以來亂採亂挖，也有少數埋藏較淺的煤層燃燒與開採方法有關，如內蒙古烏達煤田的“長壁式”開採方式，開採範圍大，採空區地表塌陷嚴重，煤層上覆岩層又薄，很容易形成裂隙，成為漏風供氧的主要通道，為自然發火創造了條件

從上世紀80年代開始，中國地下煤火的滅火工作就被提上日程，1992年，我國頒佈了世界第一部《煤田火災滅火規範（試行）》。

熄滅地火最直接的方法是用水滅火和在地火發生初期挖除火源。水和黃泥混合的泥漿是很好的滅火材料，泥漿可以堵塞通風管路，水傳遞黃泥到達一定的位置，水分幹了，就地堵塞，窒息火災。新疆治理地火主要採取的就是注水、注漿、挖除火源和沙土覆蓋等方法，先後撲滅了哈密大南湖、艾維溝、鐵廠溝、奇台北山、阜康白楊河等火區的地火。

一些地火被成功撲滅，但還有一些仍在燃燒。前段時間，有媒體報道烏達煤田火區多年沒有熄滅，原因是承包滅火工作的企業私下開採火煤。開採正在燃燒的煤炭非常危險，絕對不能這麼幹，但不排除人為開採過火煤層之下煤炭的可能。而地下煤火熄滅之後，如果開採過火層之下的煤層，導致空氣進入，是很容易引起上層煤火復燃的。

撲滅這些地下火的難度非常高，就像打鼴鼠遊戲一樣難以完成。你撲滅了一處地下火，300英尺以外的地方隨後又會出現另一處地下火。消防人員滅火的方式包括挖出燃燒中的煤層和斷開燃燒區域與周圍的聯繫。有時，消防員也會向着火的煤層輸送低温液體，吸收熱量，從而防止燃燒。但大型煤礦跨越數公里，煤層厚度達到90—100英尺，出現許多蜂窩狀的空洞。這意味着，地下火會再次復燃，撲滅地下火的成本很高。美國已經在遏制煤炭地下火方面投入了10多億美元。

如果在煤礦井下看到水蒸氣凝聚在煤壁上，形成水珠，俗曰“煤壁出汗”，或者嗅到煤油味、汽油味、松節油味或焦油味，都是煤田自燃的外部徵兆。

但這些現象出現的時候，往往地下煤火已經開始燃燒。可以通過人工取樣，也可以在井下安裝束管系統，定期抽取礦區氣體樣品，進行化驗分析。

煤在自燃過程中會在不同的階段產生不同的氣體，通過對煤炭釋放氣體分析，可以判斷煤炭是否自燃以及自燃的程度，採取預防措施防止大面積地下煤火的發生。

有了治理措施和監控措施，中國地下煤火正在減少，並將繼續減少。迄今為止，僅新疆一地，已經有7個重大火區、8個一般火區地火熄滅，300億噸煤炭資源得以保護。