人們從17世紀開始探索煤炭自燃機理，先後提出多種闡述煤炭自燃機理的學說，其中主要有黃鐵礦作用學說、細菌作用學說、酚基作用學說以及煤氧化合學說等。
目前被人們認可的、比較合理解釋煤的自燃機理的學說為煤氧化合學說，這種學說認為，煤在常溫下吸附空氣中的氧，並發生氧化反應，生成熱量，熱量積聚，導致煤的自燃。
基本介紹
- 中文名：煤炭自燃機理
- 外文名：Mechanism of spontaneous combustion of coal
- 學科：礦山工程
- 自燃學說：黃鐵礦作用學說、細菌作用學說
- 條件：煤本身具有自燃傾向性等
煤炭自燃的基本條件,煤炭自燃的發展過程,
煤炭自燃的基本條件
煤炭自燃的形成必須具備以下四個基本條件：
(1)煤本身具有自燃傾向性。這是煤自燃的內在因素，與煤本身所含化學成分有關。
(2)煤呈破碎狀態存在。煤破碎以後，接觸氧的表面積增大，吸附氧的能力大大增強，容易氧化產生大量的熱量。
(3)連續供氧。緩慢地連續供氧能使煤的氧化繼續。
(4)熱量易於積聚。發生自燃的地點，通風不暢(如採空區、煤柱裂縫、浮煤堆積處等)，煤氧化產生的熱量不易散發出去，熱量逐漸積累，溫度不斷升高，當達到燃點溫度時煤就燃燒起來。
煤本身具有自燃傾向性是形成煤炭自燃的內在條件，是內因;而後三個條件是煤炭自然發火的外在因素，是外因，可以人為地控制。預防煤炭自燃火災的發生，應設法避免後三個條件的形成。
煤炭自燃的發展過程
煤炭的自燃過程按其溫度和物理化學變化特徵，分為潛伏期、自熱期、自燃期和熄滅四個階段，如圖4-1所示。潛伏期與自熱期之和為煤的自然發火期。
(1)潛伏期。自煤層被開採、接觸空氣起至煤溫開始升高的時間區間稱為潛伏期。在潛伏期，煤與氧的作用是以物理吸附為主，放熱很小;煤的質量略有增加，增加的質量等於吸附氧的質量，煤的化學性質變得活潑，煤的著火溫度降低。
(2)自熱階段。煤溫開始升高至其溫度達到燃點的過程叫自熱階段。自熱過程是煤氧化反應自動加速、氧化產生熱量逐漸積累、溫度自動升高的過程。具有以下特點：①氧化放熱較大，煤溫及其環境溫度升高;②空氣中CO、CO2含量顯著增加，並散發出煤油味和其他芳香氣味;③有水蒸汽生成，火源附近出現霧氣，在支架及巷道壁上凝有水珠;④微觀結構發生變化。
(3)燃燒階段。煤溫達到其自燃點後，若能得到充分的供氧(風)，則發生燃燒，出現明火。這時會產生大量的高溫煙霧，其中含有CO、CO2以及碳氫類化合物。若煤溫達到自燃點，但供風不足，則只有煙霧而無明火，此即為乾餾或陰燃。
(4)熄滅。及時發現，採取有效的滅火措施，使煤溫降至燃點以下，燃燒熄滅。
