煤炭，被誉为"工业的粮食"，是人类历史上最古老的化石燃料，世界上的许多国家都有煤炭资源，但是主要集中在俄罗斯、美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰等 10 个国家。可是，有煤炭分布的地方，就会有自燃发生的危险存在。
图1，陕西榆林侏罗系含煤地层
因此，世界各地的煤田都面临着煤层自燃这一夭敌，如印度、俄罗斯、美国、澳大利亚、印度尼西亚、中亚等多个国家和地区，几乎每个产煤的国家都有煤田地火灾害。据美国《时代》杂志报道，除了南极洲外，每个大洲下面都有数千处地下煤火在燃烧。
图2，新疆吉木萨尔火烧山
一、煤田地火普遍存在
虽然人们在想方设法扑灭这种火灾，但此起彼伏的煤田地火，有时候呈现点状火源，有时候却是"火烧连营"，成片出现，给煤矿的安全生产造成了极大困扰。正因为如此，美国阿拉斯加大学的地质学家安努马·普卡斯将煤田地火形容为"没有地理界限的世界性知佳"。
图3，煤层
我们中国，截至 2013 年底，查明的煤炭资源总量为1. 48 万亿吨，居世界第三位，分布面积约 60 多万平方千米，约占固有土地面积的 6% ，全国两千多个县(市)中， 一 半以上的县(市)境内都有煤炭资源。令人痛心的是，中国有 50多处煤田火区昼夜燃烧，燃烧面积达720 平方千米，每年经济损失约 40 亿元。
图4，澳大利亚纽卡斯尔煤层
新疆的煤炭资源十分丰富，但新疆煤田也是世界上煤田火灾最严重的地方之一，地下自燃火区分布广泛，从北部的阿勒泰草原到南部的帕米尔高原都有发生。 相关部门的研究显示，我国北方燃烧的煤田和矿区有62 块，其中新疆境内就分布有 35 处。
图5，宁夏贺兰山的煤自燃
事实上，在人类开始大规模开采使用煤炭资源以前，它就开始自发燃烧了 。 学者们根据新疆第四系黄土中发现的烧变岩碎片等资料推断，这里的一些煤田早在几十万年前就已经起火了 。
图6，煤矿开采
二、地下煤层为什么会起火
好端端的煤田为何会自己着火呢?其实，地下煤层自燃的原因是多方面的，概括地说包括两个方面:内因，即由煤自身的物质成分引起的，煤中含有的炭、 氢、 氧、 磷、硫等物质，它们都会对燃烧起到不同程度的贡献作用 。
图7，榆林麻黄梁侏罗系含煤地层
自燃发火的实质是煤炭自身与空气中的氧气接触，产生氧化反应所致，氧化是煤炭自燃的主要原因 。一般而言，煤中的氢、氧含量越高，煤炭越易自燃 。
图8，现代地下煤矿
煤层中磷的燃点很低，当它在某一地段富集时，在氧充分的条件下，首先发生燃烧，并引起其他易燃物质燃烧，最终导致整个煤层燃烧。硫是一种助燃物质，且能够与氧反应，释放大量热量，从而致使其他易燃物质燃烧。
图9，露天煤矿
外因，即褶皱、 断层等构造条件的变化，这对煤层自燃具有一定的促进作用，这些地质构造引起岩层裂隙、节理发育，增加了煤层的破碎性和孔隙率，使氧易侵入。
图10，断层
改变了煤的透气性和导热性能，易于导致煤层自燃。 而且人类的开采活动破坏了煤层的完整性，加大了煤炭与空气的接触面积，也容易造成煤层自燃。 因此，煤层露头、储煤场等地都是容易引起煤自燃的场所。
图11，煤层
三、如何扑灭地下火源
虽然现在扑灭煤田地火的方法有很多，但原理基本一致，都是要努力切断煤层与氧气的接触，降低温度，使之熄灭。在煤田地火埋藏较浅且面积较小的地方，一般是使用挖掘机、推土机等机械设备直接挖除火掠，将已经燃烧或正在燃烧的可燃物全部挖走，这种方向能够比较彻底地根除火区的危害。
图12，鄂尔多斯
当火区位于地下深部时，一般通过钻孔向地下火区注水或灌注具有一定比例的泥浆，切断火区与氧气的连通渠道，降低煤层温度，阻止煤炭进一步氧化燃烧，从而熄灭火体。
图13，露天煤层
倘若煤田火区范围较小而且比较封闭，可采用覆盖法，即使用黄土充填覆盖火区地表的裂缝、塌陷坑、废弃井口等，封闭火区，或采用惰气灭火法，将不能燃烧的氯气、二氧化氮、二氧化碳等气体充入密闭的煤田火区中，隔断煤与氧气的接触，从而扑灭火源。
图14，榆林神东煤矿
灭火是一项长期而艰巨的任务，而且也不能做到一劳永逸，因为要保住灭火的成功战果也是十分困难的事情，稍有疏忽就会死灰复燃。如我国新疆水西沟矿区的煤田大火，1990 年，当地火区面积为 6.12 方米。
图15，神木
2011 年则为 12.42 万平方米，面积扩大了一倍多，灾情恶化速度很快。这就需要政府部门和科研机构付出更多的努力，想方设法降低灾害的损失。
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