中国是世界上煤火灾害最相当严重的国家，其中又以新疆为颇。如何预防、利用煤火，沦为一项世界性难题。相比之下的就能看到阵阵“仙气”，附近则是热浪扑面，地面坍塌的洞口隐约可见赤红的火光，好像一扇“地狱之门”随时将人毁灭……在乌鲁木齐西郊的大泉湖，有一座“火焰山”。

2015年4月，大泉湖地表再次发生一处坍塌，构成一个直径约1米的火场坍塌坑，距离最近的住宅小区仅有200米，引起公众混乱。如今，这个过火面积约32万平方米的火区，打满了孔洞，一个个管状设备矗立其上，源源不断地提取地下高温热量，同时还在产生滋滋的电流。“通过中国矿业大学首创的分布式煤田火区热能萃取新型发电技术，不仅使地下煤火的热能获得有效地利用，替代钻孔进水每年还可节约水资源35．8万吨。”新疆煤田消防车工程局局长贾新勇告诉他科技日报记者。

中国是世界上煤火灾害最相当严重的国家，其中又以新疆为颇。地下煤火究竟什么样？煤层燃烧如何构成的？如何消防车？记者近日专访中国矿业大学和新疆煤田消防车工程局的科技人员，为您揭露新疆地下煤火的秘密。

侵袭全球，没国界线的地下火灾地下煤火是煤田火和矿井火总称。煤火被称作没地理界限的“全球性灾难”，在全世界各地都有熊熊燃烧的煤火，专家估算有的煤火早已自燃数千年。贾新勇指出，《西游记》中唐僧师徒西天玄奘，路经的火焰山原型有可能正是煤田火灾。

早在1600多年前，北魏地理学家郦道元在《水经注》中就有“屈词二百里有山，夜则火光，昼则但烟”的记述，叙述的就是当今新疆库车、拜城一带煤田火灾。中国矿业大学周福宝教授告诉他记者，全球每年大约有10亿吨煤炭被地下煤火焚毁，占到世界煤炭消费总量的1／8，相等于全球500个核电站所产能量总和的2．5倍，也多达水力发电所产能量总和。在浪费能源的同时，煤火自燃也获释大量有毒气体和烟尘。

每年仅有地下煤火产生的温室气体二氧化碳，就占到世界二氧化碳排放量的十分之一。同时，地表高温毁坏土壤生态环境，激化水土流失和沙漠化，也不会造成植被枯死丧生甚至引起山林火灾；地表高温还造成土壤获释危害化学物质……这些都会严重影响人类身体健康和生活安全性，特别是在对煤火区附近人民不会导致威胁。“我国是世界上煤火灾害最相当严重的国家，80％的煤层有燃烧偏向，据不几乎统计资料，1949年以来我国煤火焚毁煤炭资源量30亿吨。

”周福宝讲解说道。1958年以来，国家在新疆投放10亿元，管理大小煤田火区50一处。但是，目前为止还有46一处煤火在燃，每年有440万吨的煤炭资源白白被浪费掉。此外，山西、内蒙古等煤矿大省也有大量的煤火在自燃，管理可玩性相当大。

因此，如何预防、利用煤火，沦为一项世界性难题。“声浪琵琶”，地下煤火合体洗手电能“管理煤火并不是将火体扔入水里那么非常简单，如果用水给一座大山消防车，那么用水量有可能多达当地的水资源总量。因此，亟须研究如何利用最多的资源来解决问题这个问题。

”英国皇家工程院院士、国际火灾安全性科学学会副主席卡伦特别强调。“以大泉湖为事例，几乎依赖进水灌浆，必须近400万吨水，这对新疆这个缺水旱季的地区来说，代价相当大。”贾新勇说。然而，面临自燃数千年的煤火，目前并没过于多的好办法，常规手段依然是最传统的消防车方法：遇地指出火就必要挤压用挖掘机埋火源，或用黄土覆盖面积；有地下暗火则纸带进水灌浆，进水是为了降温消防车，灌浆是填满地下裂隙。

由于地下煤火从构成到自燃有数数十年、上百年，甚至上千年，地下积存了大量的热，很难减弱；传统的手段消耗了大量的水资源，但是降温效果受限，火区无法完全点燃。2016年起，周福宝教授明确提出了地下煤火热能利用新理念，将煤火预防与热害的资源化利用协同考虑到，构建由“清领”到“用”的根本性改变。他研发了分布式煤田火区热能萃取温差发电新技术，利用热电材料将地下煤火的热能必要切换为洗手电能。

这个设备主要由热量萃取系统和温差发电系统两部分构成；热量萃取系统，由放进钻孔中的铝管和铝管中导电介质构成；温差发电系统，使用温差发电的形式，利用硅油萃取上来的热量在发电片的热端产生高温并与和风扇水箱认识的冷端构成温差，从而超过发电的目的。该技术在热电切换过程中不具备无额外的能源输出、无污染、无噪音、设备体积小、安全可靠等优点。目前，早已已完成了第四代产品的研发，煤火区单孔最低发电功率超过了2105瓦，萃取火区热能181．6千瓦。

“我们在大泉湖火区的工程应用于效益早已显出。按100个钻孔计算出来，每小时发电功率平均205千瓦，每年产生电能价值147．2万元；此外，节约大量水资源，并减低自燃产生的酸碱性化合物、剧毒物质污染地下水，增加大量剧毒危害气体废气，对生态环境保护做出了贡献。

”周福宝说道。多管齐下，归降地下火龙还须要科学探究“新疆多风少雨旱季，略为不留意就不会引起煤火，地下巷道烧塌了后又与地面裂隙构成供氧地下通道就越火烧就越央，大量的水注下去有时就流过别处去了……”与煤火周旋了多年的贾新勇感慨到，救火煤火近不是想象的那么非常简单。“当前煤田火灾研究中仅存在以下三个方面的问题：大面积煤层贫氧自燃、煤火发展状态未知、煤岩体赋存大量热量。”煤矿瓦斯与火灾预防教育部重点实验室主任、中国矿业大学王德明教授说道，针对这三方面问题，经过多年研究，目前已可行性构成三方面成果：煤田火灾的构成机理及贫氧自燃特性，煤田火灾的磁、电出现异常特征及综合观测方法和煤田火灾的高效管理技术。

王德明说道，煤炭的成分很简单，有所不同地区、有所不同类型的煤炭各不相同，通过对世界上主要煤炭展开分析，他们研究出有130多种煤炭自燃机理，并且找到含氧量3％是个分水岭，多达就不会引起煤火。根据研究，他们还找到煤火自燃地区的地磁和电阻都再次发生转变，因此不论地表否能看到烟火，都可以用磁电综合观测方法精确地寻找地下煤火的方位。

在基础理论的指导下，王德明团队也探寻出有一套较成熟期的煤火管理技术体系。他们使用的静电学介质消防车效果显著，实情地检测，当泡沫状的静电学介质认识到煤火后，火区温度很快减少，在10秒内由800℃减少到105℃，很大地节约了消防车用水。目前，中国矿业大学国际地下煤火预防与利用项目已列为国家“111计划”，汇聚了来自美、澳、德等国多个学科的科学家，以期通过国际合作，在煤火自燃机理及产物的环境影响、地下煤火热能资源的综合化利用等方面获得突破。

“目前，我们正在和南非展开商讨，探究如何应用于金矿等深井，提高矿工的工作环境。”周福宝讲解说道，这套技术装备可信，温差低于20摄氏度就可以用它发电，可应用于其他地热铁矿领域，比如干热岩等。

贾新勇也透漏，这项研究成果今年将在新疆缺水较少电的托克逊乌尊布拉克煤田火区，更进一步推广应用。

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