火焰山地处新疆吐鲁番盆地北部，其东端起始于鄯善县的兰干流沙河，西端延至吐鲁番市的桃儿沟。山脉全长98公里，南北跨度达9公里，平均海拔为500米，主峰海拔则高达831.7米。
山体主要由红色砂岩构成，其色泽鲜艳如炽火灼烧后的痕迹。加之吐鲁番盆地气候呈现干热少雨的特征，故而这座山脉得名“火焰山”。
吐鲁番盆地是中国海拔较低的区域之一，平均海拔约为154米。周边的天山山脉阻挡了湿气的进入，致使太阳辐射产生的热量难以散发，大量积聚于盆地内部。夏季时，该地区最高气温可达47.8摄氏度，地表温度甚至能攀升至82.3摄氏度。也正因如此，古丝绸之路的商队途经此地时往往选择绕道而行。
火焰山不仅以酷热著称，还见证了地下煤火这一严重的灾害。地下煤火的成因需从地质条件说起。新疆地区煤炭资源丰富，吐鲁番周边有不少煤层暴露于地表或浅层。这些煤炭多为低阶煤，具有挥发分和水分含量较高的特点，易于氧化。在氧化过程中会产生热量，若热量无法及时散发，随着温度不断升高，便极易引发自燃现象。
火焰山地下煤层自燃从1874年开始，当时清军在硫磺沟一带开采煤，用落后方法挖矿，暴露煤层接触空气和高温，就点着了。煤层有裂隙和断层，通风好，氧气充足，火势一发不可收拾。
火烧了这么多年，范围越来越大，到顶峰时覆盖200平方公里。煤层层层烧，地表塌陷，裂缝到处是。每年烧掉的煤有176万吨，按当时市场价算，损失近20亿人民币。129年下来，总烧毁煤炭10亿吨，价值超万亿。
这数字听着吓人，但新疆煤炭储量大，全国有2.19万亿吨，新疆占40%，可这火区相当于每年白白丢掉一个中型煤矿的产量。经济上不止煤钱，还包括周边农业受影响，水源减少，土壤结构坏了，种地收成低。
居民生活也遭罪，空气里有硫磺味和有害气体，一氧化碳、二氧化硫啥的，呼吸道问题多，牲畜喝水容易病倒。生态破坏严重，植被没了，土地沙漠化加速，本来就干旱的盆地更难恢复。
为什么这么难灭？煤火在地下，温度高，压力大，结构复杂。早期从1874到1949年，基本没人管，火区扩大。1949年后，新中国重视起来，1958年地质队勘探时正式记录了这事儿，开始初步调查。
首先对火区范围进行测量，并分析煤炭自燃的原因。初期尝试采用较为简易的方式，如封堵裂隙，通过灌注水泥或泥浆来减少氧气供应。然而，此类方法效果有限，火区依然持续燃烧。
1978年改革开放之后，技术进步推动了相关研究走向系统化。专门成立了专业队伍，开展一系列灭火实验，包括注氮气、开辟隔离带以及填土阻火等方法。注氮气是将氮气泵入井内，排挤氧气，从而使火势因缺氧而减弱；隔离带则是通过挖掘深沟，切断火的蔓延路径；爆破作业是炸碎煤层结构，以加速灭火进程。尽管这些方法具有一定成效，但由于火区范围广袤，且当地环境条件恶劣，给工人的操作带来了极大困难。
直至2000年，国家将该灭火工程列为重点项目，投入了大量资金，并动员全国相关专家参与。采用了卫星遥感技术定位火点、无人机进行巡查、地质雷达实施探测以及红外测温技术进行精确评估等先进手段。
在优化方案后，实施综合治理策略：通过钻孔灌注水泥浆封闭通风口，注入氮气降低温度，开挖隔离带阻止火势蔓延，利用爆破破坏火源。
该工程采取分阶段推进的方式。在2000年至2003年期间，对各个子火区逐一实施灭火作业。硫磺沟煤田共有18处子火区，工程团队首先对其中14处子火区进行灭火处理，最后4处子火区的灭火工作于2003年收尾完成。
此次灭火工程总投入逾亿元，成功保护了上亿吨煤炭资源，避免了更为严重的资源损失。至2003年，硫磺沟煤田的所有火区均被扑灭，这一成果创下了世界范围内扑灭地下煤火持续时间最长的纪录。
随着煤田火患的消除，曾经的“火焰山”面貌焕然一新。往昔烟雾缭绕的景象已不复存在，如今山体上的红岩清晰可见，奇形怪状的岩石犹如刀削斧砍般，在阳光的照耀下格外醒目。曾经的塌陷区域被填平，山体裂缝也得到了封堵，生态环境逐渐恢复生机。
植被开始生长，空气愈发清新，水文状况趋于稳定，周边农田的产量亦显著提高。与此同时，当地旅游业蓬勃发展，312国道旁游客络绎不绝。景区得到了开发，此地先后被评定为国家地质公园和4A级旅游景点。众多游客慕名而来，观赏《西游记》原型场景，拍摄红色山脉景观，感受曾经的高温奇观。
这一灭火工程不仅带动了当地经济的发展，还提高了煤炭开采的安全性和资源利用率。从更广泛的层面来看，该工程对新疆地区的整体稳定起到了积极作用，同时也为丝绸之路文化遗产的保护做出了贡献。