暴露在空氣中的煤，由于氧化放熱導(dǎo)致溫度逐漸升高，至70～80℃以后溫度升高速度驟然加快，當(dāng)達(dá)到煤的著火點(diǎn)(300～350℃)時(shí)，引起燃燒，這種現(xiàn)象稱為煤層自燃。

地下煤層的自燃有兩個(gè)原因，一個(gè)是內(nèi)因，即煤自身引起的。因?yàn)槊旱闹饕煞质翘?，和空氣接觸時(shí)氧化，氧化時(shí)散發(fā)熱量，若此時(shí)空氣流通，熱量就會(huì)很快散失。一旦空氣不流通，熱量聚集到一定程度，煤層就會(huì)自燃。另一個(gè)引發(fā)煤層自燃的原因可能是由于礦井下電線短路引起的，電火花點(diǎn)燃瓦斯，然后使整個(gè)煤層自燃。不過，煤層自燃最關(guān)鍵的問題是空氣流通。如，地下廢礦區(qū)，那里的空氣不流通，以前剩下的煤逐漸氧化，產(chǎn)生的熱量無法散發(fā)，最后只能導(dǎo)致煤炭自燃。

煤在自燃過程中會(huì)在不同的階段產(chǎn)生不同的氣體，通過對(duì)煤炭釋放氣體分析，可以判斷煤炭是否自燃以及自燃的程度，采取預(yù)防措施防止大面積地下煤火的發(fā)生。如果在煤礦井下看到水蒸氣凝聚在煤壁上，形成水珠，俗曰“煤壁出汗”，或者嗅到煤油味、汽油味、松節(jié)油味或焦油味，都是煤田自燃的外部征兆。但這些現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)候，往往地下煤火已經(jīng)開始燃燒。可以通過人工取樣，也可以在井下安裝束管系統(tǒng)，定期抽取礦區(qū)氣體樣品，進(jìn)行化驗(yàn)分析。

1.潛伏時(shí)期。煤自燃的潛伏時(shí)期即煤的低溫氧化過程，潛伏時(shí)期即準(zhǔn)備階段的長(zhǎng)短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件，如褐煤幾乎沒有準(zhǔn)備時(shí)期，而煙煤則需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)期。

2.自熱期。經(jīng)過潛伏期，煤的氧化速度增加，不穩(wěn)定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化產(chǎn)生的熱量使煤的溫度上升，當(dāng)溫度超過臨界溫度T=60～80℃時(shí)，煤的溫度急劇增加，氧化加劇，煤開始出現(xiàn)矸餾，生成碳?xì)浠衔铩錃?、一氧化碳、二氧化碳等火?zāi)氣體，煤呈赤熱狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)著火溫度以上時(shí)便燃著。這一階段就是煤的自熱階段，又稱煤的自熱期。

3.燃燒期。這一時(shí)期是煤從低溫氧化發(fā)展成自燃的最后的一個(gè)階段。主要特征是：空氣中氧含量顯著減少，二氧化碳的數(shù)量倍增，同時(shí)由于燃燒不完全和二氧化碳的分解，而產(chǎn)生較多的一氧化碳，巷道中出現(xiàn)濃烈的火災(zāi)氣味和煙霧，有時(shí)還出現(xiàn)明火，火源溫度達(dá)到1000℃左右。

煤層自燃發(fā)火期是按照以下規(guī)定進(jìn)行統(tǒng)計(jì)確定的。

(1)采煤工作面煤層自然發(fā)火期，以工作面開切眼之日起至發(fā)生自然發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間統(tǒng)計(jì)，一般以月為單位。

(2)掘進(jìn)工作面煤層自然發(fā)火期，以巷道揭露煤層之日起至發(fā)生自然發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間統(tǒng)計(jì)，一般以月為單位。

(3)采空區(qū)自然發(fā)火期，以開采工作面火源位置接觸空氣之日起至發(fā)生自然發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間統(tǒng)計(jì)，一般以月為單位。

(4)礦井中每一煤層的所有回采工作面和巷道，都應(yīng)進(jìn)行自然發(fā)火期統(tǒng)計(jì)，確定煤層的最短發(fā)火期。

煤層自然發(fā)火期的確定方法

煤層自然發(fā)火期是按照以下方法通過統(tǒng)計(jì)資料確定的：

(1)統(tǒng)計(jì)比較法。礦井在生產(chǎn)建設(shè)期間，通過對(duì)煤層的自然發(fā)火情況進(jìn)行認(rèn)真的記錄、統(tǒng)計(jì)，然后逐一進(jìn)行比較，選取其中一個(gè)發(fā)火時(shí)間最短者作為該煤層、礦井的自然發(fā)火期。此法適用于生產(chǎn)礦井。

地火形成后，地表和周圍土地大范圍內(nèi)因溫度極高而生物無法生存，產(chǎn)生很大的生物滅絕。同時(shí)，地火也消耗地下水，對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的影響。從上世紀(jì)80年代開始，中國(guó)地下煤火的滅火工作就被提上日程，1992年，我國(guó)頒布了世界第一部《煤田火災(zāi)滅火規(guī)范(試行)》。

熄滅地火最直接的方法是用水滅火和在地火發(fā)生初期挖除火源。水和黃泥混合的泥漿是很好的滅火材料，泥漿可以堵塞通風(fēng)管路，水傳遞黃泥到達(dá)一定的位置，水分干了，就地堵塞，窒息火災(zāi)。新疆治理地火主要采取的就是注水、注漿、挖除火源和沙土覆蓋等方法，先后撲滅了哈密大南湖、艾維溝、鐵廠溝、奇臺(tái)北山、阜康白楊河等火區(qū)的地火。

1.礦井下必須有完善的防滅火供水管路系統(tǒng)，運(yùn)輸機(jī)巷、各片口軌道石門，采煤工作面及其運(yùn)回巷都要有完善的防滅火供水管路，并貫穿整條巷道，確保每一地點(diǎn)都能隨時(shí)有水達(dá)到。

2.防滅火水源主要利用地面消防水池，可以直接通過消防管路向井下靜壓供水。

3.井下防滅火管路系統(tǒng)每隔100m設(shè)一個(gè)三通及閥門，在皮帶機(jī)巷道、掘進(jìn)巷道、采掘工作面進(jìn)、回風(fēng)巷中每隔50m設(shè)置一個(gè)三通及閥門，設(shè)置的三通及閥門必須完好，所屬單位必須經(jīng)常檢查其完好情況，發(fā)現(xiàn)有損壞、失靈、被盜的，必須及時(shí)進(jìn)行更換。

4.防滅火管路系統(tǒng)的主、干管由機(jī)電隊(duì)進(jìn)行維護(hù)，各采煤工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的消防管路由各施工單位進(jìn)行維護(hù)，防滅火管路必須保障暢通，不得有漏水現(xiàn)象，保證井下防滅火管路系統(tǒng)隨時(shí)處在完好狀態(tài)。