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发布员:朱永彬2015-3-27 22:10分类: 贴近生活 标签: 历史

烧了5500年的,究竟是什么火?的头图

最近,科学家通过研究证实,澳大利亚燃烧山的阴燃火已经持续燃烧了5500年,这是迄今地球上持续时间最长的“火焰”。新闻中说的阴燃火其实就是煤层火,又叫地下火。很多人不解的是,为什么地底下封存的煤层会自个儿燃烧?

阴燃火很常见

说到地底下的阴燃火,大家可能会感到陌生,但是阴燃现象其实很常见。阴燃说的是一种缓慢的、低温、无焰形态的燃烧。生活中许多东西会发生阴燃,最常见的就是香、香烟、锯末、蚊香等。

为什么煤会自燃?

在很多人的印象中,煤都是硬邦邦的黑家伙,平时要想把它点燃,还真不是一件容易的事,一般需要架起一堆柴火,把煤块放在柴火上持续烧,煤块才能被点燃,这也是在很多地方煤灶常见的生火方式。

而地底下,封存的煤,没有空气,也没人去点,煤怎么就自个儿燃起来了呢?而且有的一烧就几百上千年。


对于这个问题,科学家研究了很长时间,从17世纪就开始进行研究,但是至今,谁也不敢说,百分之百就找到了真正原因。只是存在一些假说,其中最获得认同的是“煤氧复合”假说。煤氧复合过程是一个非常复杂的物理化学变化过程,简单说就是,煤之所以自燃,这是因为煤跟空气中的氧气发生物理、化学作用,产生热量而导致的。哪些煤最容易自燃?

煤有很多种,比如,烟煤、无烟煤、泥煤和褐煤,这些煤中,褐煤最容易自燃。但这不是说其他种类的煤就不会发生自燃。

褐煤矿

褐煤是一种还没有发育完全的煤,跟其他煤相比,褐煤发热量最低,是一种最低级的煤。它呈深褐色,含碳量通常在25%~35%之间,而水分含量高达66%左右。因为能量密度低,而且水分很大,长距离运输不经济,所以褐煤一般在煤矿周围的火电厂使用。在希腊火电厂的总燃料中,褐煤占到百分之五十,而在德国,占到百分之二十五。

褐煤具有挥发性,燃点低,在270℃左右。采集后储存几个月,褐煤就可能发生自燃。既然存储几个月就可能自燃,那地底下埋藏那么久的褐煤为什么没有全部燃烧完呢?这是因为,完整的煤层比较难以发生自燃,只有煤层遭到破坏,变成碎块且堆积到一定厚度时才可能发生自燃。另外,地底下的煤层发生自燃,还需要一些复杂的条件。

煤层火产生需要哪些条件?

在所有的煤中,褐煤自燃的概率最大。除此以外,煤层火的产生还需要一定的条件。其中最重要的一个是,持续的供氧。由于地震或其他人为因素,煤层破碎,产生大量裂缝,这导致煤层含有大量的空气,这是煤层火的氧气来源。

地面塌陷,煤层破损,空气入侵,从而引发煤层火的示意图

有了氧气还不算,煤与氧气发生反应产生的热量还得易于聚集才行。也就是说,起初,煤与氧气结合,发生反应,并放出热量。如果这个热量很快散失掉了,那么煤层火也燃不起来。热量的聚集取决于风流速度,风速过大,氧气是比较充足,但产生的热量也会很快被带走;风速过小,便于热量积累,但供氧却不足。一般认为,煤层中的风速在0.1~0.24米每分钟时,也就是说,风每秒钟前进1.67毫米至4毫米时,煤最容易发生自燃。

煤矿火灾

氧气有了,恰当的风速也有了,最后,还有一个条件,就是持续一定的时间。时间越长,积累的热量越多,煤越容易发生自燃。

煤层火会带来哪些危害?

煤层火一是自然产生的,比如某次闪电或者火山引燃,或者是没有什么外在因素,就是煤层中达到了自燃的条件后,自个儿在地底下燃烧起来。澳大利亚燃烧山的煤层火,燃烧了几千年,它就是自然产生的。而现在,更多的是人为的,这不是说,有人故意去引燃煤矿,而是煤矿开采时,由于后期处理不当,导致煤矿火灾发生。有煤矿火灾的国家并不少,比如我国、美国、澳大利亚、加拿大、德国、印度等。

印度煤矿起火

像美国西部废弃煤矿中的煤层火,冬季时,会融化地面的大雪,而夏季又引发草原火灾,一年四季都会释放有毒成分。

我国的煤层火形势也很严峻,像新疆、宁夏、内蒙古等地区因煤田火灾,每年损失的煤炭达1000多万吨。而非煤矿火灾的煤层火,每年损失煤炭资源2亿吨左右。


地底下的煤自燃,不但会带来严重的资源浪费,同时还会带来巨大的环境影响:它会诱发瓦斯爆炸、煤尘爆炸等事故;每年排放大量的有毒气体,包括一氧化碳和二氧化硫;带来地面沉降,路面塌方;最严重的是,煤层火发生的地面上方,严重的通常寸草不生。

煤层火导致路面损毁

煤层火能浇灭吗?

既然煤层火这么可怕,无数煤炭资源每年白白被烧掉,还带来严重的环境污染,为什么不全部扑灭呢?因为,这实在是太难了。

地面上的火,比如森林大火,虽然很猛,但是一目了然,只要采取人力战术,多用些水,迟早都能浇灭。

但是煤层火,它简直就是个噩梦,很难扑灭。它在地底下,深多少?你不知道,除非你挖地三百米,或者更深。它的范围有多广?你也很难准确判断。

为了浇灭煤层火,人们常使用的方式是向地下灌水,一灌就是几个月。开始的时候,人们以为煤层火已经被浇灭,但是不久,它又死灰复燃,于是你还得继续灌水。如果恰巧,地下深处有暗水道,你灌的水全白白流走了。

还有的是灌泥浆,人们试图把煤层中或者地下的裂缝堵住,阻止煤层火的氧气供应。但是目前,这也不是很灵验的办法。

煤层火难以扑灭的原因是,煤层在地下的分布很复杂,长年累月,你对某处煤层火围追堵截,打孔灌水、灌泥浆,看似成效显著,但你不知道的是,煤层火通过一条狭长的缝隙,早已悄悄窜到另一个更大的煤层里去了。

煤层火的未来

鉴于煤层火很难被扑灭,就算能扑灭,往往代价也巨大。所以,有的能源公司设想,干脆顺其自然,并不断给其“加油鼓气”,让煤层火来得更旺一些。然后,通过“捕捉”燃煤释放的可燃性气体,比如氢气、一氧化碳等,从而间接地“开采”这些煤矿。

地下煤炭气化示意图

(作者:寒木钓萌)

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讨厌~(^。^)y-~~人家被看99+次了

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