暴露在空氣中的煤，由于氧化放熱導致溫度逐漸升高，至70～80℃以后溫度升高速度驟然加快，當達到煤的著火點（300～350℃）時，引起燃燒，這種現(xiàn)象稱為煤層自燃。
        1 　煤層自燃條件
        煤體要發(fā)生自燃必須具備以下四個條件：
        ①具有低溫氧化性，即有自燃傾向的煤以破碎狀態(tài)存在；
        ②有大于12%氧含量的空氣通過這些碎煤；
        ③空氣流動速度適中，使破裂煤體有積聚氧化熱的環(huán)境；
        ④在上述3個條件同時具備的狀態(tài)下，持續(xù)一定的時間，使煤體可以達到著火溫度。
        只要同時具備上述4個條件，煤炭自燃 發(fā)火即可發(fā)生。但實際中很難找出某兩次煤炭自燃發(fā)火的發(fā)生條件是完全相同的。這樣，對煤炭自燃發(fā)火的條件就很難作出定量分析。
        2 　防滅火措施
        2. 1 　礦井開拓、開采方面的措施
        1) 合理的開拓開采部署。生產(chǎn)實踐證明,開采有自燃的煤層,正確選擇開拓開采方式,對防止煤層自燃有決定性作用。具體地說,盡量簡化巷道布置,減少輔助性巷道,采用巖石集中巷和巖石上山,煤層內(nèi)盡量少布置巷道,減少對煤體的切割。當巷道沿煤層布置時,應(yīng)采取措施,盡量將暴露的煤體封閉,減少暴露煤體與空氣接觸。每個工作面應(yīng)盡量在發(fā)火期內(nèi)開采完畢,以利采空區(qū)封閉。
        2) 合理的采煤方法。長壁式采煤法比短壁式采煤法巷道布置簡單,資源回收率高,有利于防止煤層自燃。開采有自燃的煤層,應(yīng)盡量采用長壁采煤法,工作面采用后退式回采,全部冒落法管理頂板,煤層頂板易于冒落壓實,可減少采空區(qū)漏風,有效地防止煤層自燃。
        3) 合理的開采順序。對于煤層群為避免上、下煤層開采后的采空區(qū)導通后漏風,引起煤層自燃合理的開采順序。對于煤層群為避免上、下煤層開采后的采空區(qū)導通后漏風,引起煤層自燃,應(yīng)采用“扒皮”式開采。
        4) 無煤柱開采。煤層自然發(fā)火首先要有破碎的具有自燃傾向的煤,無煤柱開采時,則可盡量減少采空區(qū)的浮煤和煤柱殘煤,減少煤層發(fā)火的可能性。回采工作面采用沿空巷道,采區(qū)上山不留煤柱,實行回采工作面跨上山開采。
        5) 保持合理的工作面推進度。隨著回采工作面的不斷推進,采空區(qū)不斷冒落且逐漸被壓實,采空區(qū)漏風也逐漸減少。實踐證明,當工作面推進到某一段距離后,漏風量減少到危險風量以下,此時采空區(qū)不會出現(xiàn)煤層自燃。因此,回采工作面保持一個必要的推進度,也是消除采空區(qū)自燃的一項必不可少的措施。
        2. 2 　礦井通風方面的措施
        1) 控風防火。礦井通風也是防滅火的一個重要措施。礦井通風等積孔過小,負壓太大,會造成井下漏風嚴重,引起煤層自燃。有條件的礦井應(yīng)采用分區(qū)式通風,該系統(tǒng)不但適合于高瓦斯礦井,而且可以降低礦井總風阻,一旦礦井發(fā)生火災(zāi),便于控制風流,隔絕火區(qū)。
        2) 均壓通風。采用預(yù)防性均壓通風方式,回采工作面和相鄰巷道之間“兩道一線”盡量減少壓差,實現(xiàn)均壓通風,減少漏風。隨著回采工作面的推進,頂板不斷冒落,密閉上方的“懸空”被壓實,形成隔離帶。這樣可以減少采空區(qū)漏風,將采空區(qū)的“三帶”減小,阻止煤層自燃。
        3) 通風構(gòu)筑物的設(shè)置。井下風門、調(diào)節(jié)風門等通風構(gòu)筑物的設(shè)置位置應(yīng)合理,盡可能設(shè)在圍巖堅固、地壓穩(wěn)定的地點,兩道風門采用閉鎖裝置,不同時打開,避免“負壓沖撞”。
        2. 3 　防滅火措施
        1) 灌漿防滅火。根據(jù)技術(shù)上可行、經(jīng)濟上節(jié)省的原則,建立礦井灌漿防滅火系統(tǒng)。當場地內(nèi)黃土少,采用黃泥灌漿取土困難時,可采用注凝膠和粉煤灰的防滅火方法。凝膠是一種高分子化合物,粉煤灰可直接從鄰近的火力發(fā)電廠取得,平時采取局部灌漿的方式,當采空區(qū)發(fā)火時,則采取滿灌。
        2) 阻化劑防滅火。可以采用機動性噴灑壓注工藝系統(tǒng),對采空區(qū)、煤層巷道冒落孔洞、開采線、終采線和煤柱裂隙噴灑、壓注阻化劑,覆蓋或包裹碎煤,封堵裂隙,阻止煤的氧化,起到防火作用。
        3) 撒凝膠。對巷中的聯(lián)絡(luò)巷、斷層帶、工作面切眼、運輸巷、回風巷等灌撒凝膠,阻止煤層與空氣接觸,防止煤層氧化自燃。另外,對發(fā)火嚴重的回采工作面,當工作面推進1 個月后,在整個工作面后方的采空區(qū)撒凝膠,形成凝膠隔絕帶,對采空區(qū)起到封閉作用,可有效阻止采空區(qū)浮煤的自燃。
        4) 惰性氣體防滅火。對已經(jīng)自然發(fā)火的回采工作面,采用注入惰性氣體使其盡快熄滅。在封閉自燃的回采工作面之前,先注入惰性氣體,沖淡采空區(qū)中的氧氣,再利用快速封閉鐵門進行密閉,達到滅火和防止瓦斯爆炸的目的。
        2. 4 　監(jiān)測監(jiān)控方面的措施
        煤層自燃一般是由于采空區(qū)內(nèi)浮煤引起,而不是人們能直接看到的工作地點或巷道內(nèi)。故煤層自燃的監(jiān)測預(yù)報必須根據(jù)礦井自燃火災(zāi)的特點及其防治技術(shù)的具體情況綜合考慮。
        煤層自然發(fā)火是煤礦5 大災(zāi)害之一,對煤礦安全生產(chǎn)威脅極大。通過對煤層自然發(fā)火的原因分析,提出了在開采過程中需采取的安全措施。通過這些措施的實施,可有效防止煤層自然發(fā)火事故。