煤，是一種億萬年前植物的根莖和枝葉在地表腐爛堆積後，經由地殼運動埋入地下，在漫長的週期裡經過複雜的物理化學變化等過程，形成的固體可燃性礦物。
中國不僅是最早發現煤和使用煤的國家，同時也是最大的煤炭消耗國。現如今，煤炭在確保國家能源安全方面有著重要的地位，本身也屬於不可再生資源，按理說應該珍惜才是。
然而，我國位於寧夏的賀蘭山煤層卻已燃燒300年，每年淨損失高達10億，這又是怎麼一回事呢？為何人們又放任不管，任由它白白燒掉了數以億噸計的煤呢？
賀蘭山的煤礦
賀蘭山脈地處寧夏回族自治區與內蒙古自治區交界處，地質歷史長達20億年，擁有豐富的煤礦資源。公元1272年馬可.波羅在賀蘭山發現一種「黑色會燃燒的石頭」，20世紀50年代勘探隊在賀蘭山發現大面積的礦區，貯量約15億噸。
據瞭解，賀蘭山最有名的煤位於汝箕溝礦區，因其低灰低硫、高發熱量高精煤回收率等優良品質，有「太西烏金」的美稱，是世界「煤中之王」。
煤為什麼會自燃？
物體燃燒無非要滿足幾個條件：可燃物、助燃物（幫助和支援燃燒的物質的統稱，例如氧氣）、可燃物的燃火點。
而且據測定，氧氣在空氣中的體積一般達到21%，煤才可燃燒。也就是說，物體燃燒要滿足溫度達到一定程度，和與氧氣有一定的接觸面積兩個條件。
但是除了提供外部條件外，物體也可以自燃。首先還是要與空氣有足夠的接觸，也就是礦層有部分是裸露在地表的。
雖說煤的高瓦斯和高活性使得燃燒過程中不需要充足的氧氣，但是燃燒前氧氣還是必備的助燃物。其次對於山體內部的煤礦來說，煤塊越大，煤與煤之間的縫隙越大，供氧條件越好。
這就跟蜂窩煤的原理是一樣的，接觸氧氣的面積越大，就越容易燃燒。而且煤礦要有足夠的儲熱條件，也就是指煤炭在氧化過程中放出的熱量大於散發的熱量，使溫度可以達到煤的可燃點。
除以上因素外，溼度、水分、粒度等等都可以影響到煤的自燃。概括來說，只要煤與空氣接觸達到一定面積發生氧化反應放熱，溫度升高的同時使得可燃物本身的燃點降低，大量熱量聚集就會引起燃燒。
由此也可以看出，其實只要開採煤礦都會有一定機率發生煤層自燃。所以煤礦的自燃很大程度上屬於自然災害，而不是人為的。
煤層結構圖
賀蘭山的煤為何自燃300年不滅？
之前提到過「太西烏金」擁有低硫高碳的特點，導致許多國家也將其當做理想的化工原料大量進口。加上國內煤礦儲量豐富，所以賀蘭山被大量開採，山體佈滿大大小小的煤窯洞，不少人賺得盆滿缽滿。
其實透過之前提到的自燃條件可以發現，透過有效手段杜絕煤的自燃不是不行。但由於人類對賀蘭山的開發早在三百年前就開始，而且過往的煤礦行業野蠻生長，沒有規範、毫無章程的開採使得賀蘭山被過度挖掘，造成更大的山體空間，大大增加了煤炭與助燃物的接觸面積。
山體的煤層本就多有裸露，與空氣大面積接觸。而且賀蘭山脈海拔2000-3000米，光照充足。再加上不合理地使用明火，讓本就不安全的環境雪上加霜。
可能有人要問，那以現在的科技手段，也沒有辦法控制自燃嗎？
首先，要知道賀蘭山煤礦的自燃早在清朝時期就已經開始，幾百年前人們的認知不到位，沒有概念也就想不到考慮滅火的問題。
現在雖然有方法可以控制，但是一方面，人家憑本事自己燒了幾百年，肯定不是輕易能滅掉的，另一方面煤炭的高活性和高瓦斯等問題也阻礙了人們的行動。
也就是說煤礦一旦燃燒，就不再需要過多的氧氣作助燃就可以持續進行，而且高溫會迅速地傳導，所以這並不是一個簡單的工程。
比如，幾十年前煤礦被瘋狂開採，賀蘭山礦區有140多處小煤窯，這就好比手動把賀蘭山變成了一塊蜂窩煤。通風有了，氧氣有了，加上「太西烏金」本身低硫高碳，天時地利人和，不自燃都對不起自己品質這麼優秀的煤。
上世紀的小煤窯
也許你會想到，那往裡面填土灌水隔絕氧氣不行嗎？
這裡要說明一點，水沒有辦法澆滅大量燃燒的煤礦。平日裡的火災現場，哪怕火苗暫時熄滅，只要溫度沒有迅速下降，只要還有足夠的可燃物，還是會再次自燃。
而且就算水能滅火，但是過高的溫度同樣能快速地把水蒸乾。水蒸氣被高溫進一步分解成氫氣、氧氣後會加速煤炭的燃燒，這也是賀蘭山的火久久不滅的原因之一，因為每一次降雨都會加劇賀蘭山煤層的燃燒。
煤炭燃燒會改變地質結構，形成的大大小小的斷層和遺留的煤窯洞，就導致沒辦法將空氣完全阻隔。再者持續地燃燒導致部分煤層自燃的位置處於山體內部，想要做到往裡填東西隔絕氧氣的同時遮擋其餘未燃燒的煤炭，阻止繼續反應，難度還是很高。
換句話來說，不是不能滅，而是可能你滅的速度還沒有它燒的速度快。
賀蘭山煤礦自燃造成的危害
目前賀蘭山汝箕溝每年自燃優質煤約115萬噸，直接經濟損失約10億元。持續的燃燒導致地質結構改變，賀蘭山周圍的地區更加容易塌陷，造成嚴重的水土流失和土地荒漠化，嚴重影響了周圍的生態環境。
水土流失與荒漠化
而且煤礦燃燒產生大量的二氧化硫、一氧化碳等等有害氣體和PM2.5小顆粒，會造成嚴重的空氣汙染，長此以往會威脅到附近居民的生命健康。2020年3月，自治區生態環境監測中心表明，賀蘭山火區每年排放的顆粒物1.29萬噸，二氧化硫5324噸。
自工業革命後，化石能源就成為了現代工業賴以生存發展的基礎。煤作為一種不可再生資源，它的資源在我們看來更是十分寶貴，那真的沒有辦法阻止悲劇繼續發生嗎？
煤層自燃有效的治理方法
目前經過試驗研究，採取了一套專門的治理方法，剝離+灌漿的方式。也就是將可以開採的部分取出，直接剝離可燃物，達到阻隔的目的。然後建立隔離帶，將一定比例的泥漿與不可燃物混合灌入山體內部，起到隔絕空氣的作用，可謂「雙管齊下」。
由於泥漿混合物不好控制，為了進一步提高阻燃效率和效果，專家們又研發了一種高效阻化劑，具有高效的吸水和保水功能，在隔絕空氣的問題上起到事半功倍的作用。
當然除了解決掉已有的問題，最重要的還是要防微杜漸，從根本上對煤礦的問題進行管控，加強對礦區的監控和管制。
為了更好地實施和保護，賀蘭山已經關閉了大量礦區，如今已頗有成效。
與自然和諧相處
賀蘭山煤礦的自燃並不是個例，土庫曼的「地獄之門」至今燃燒著熊熊烈火，美國的森特勒利亞鎮到現在無人居住，種種跡象表明，人類和大自然的相處方式早已出了問題。
大自然是慷慨的，但也是有底線的。當平衡被打破，首當其衝的還是人類自己。「綠水青山就是金山銀山」，如何平衡經濟效益和生態環境二者的關係，我們還有很長的路要走。
賀蘭山燒了三百年，燒燬的不僅是擁有的物質資源，還有人們賴以生存的家園。希望在時間的見證下，賀蘭山的火可以早日熄滅，賀蘭山的生態可以早日恢復，賀蘭山的人們可以早點重建家園。
