采空区煤自燃的发生必须满足4个条件：煤存在自燃倾向；具有持续而充足的氧；具有持续的热源；在同一时空达到上述三个要求，并且维持一定的时间，才会引发煤自燃。在实际的生产过程中，通过现有的技术手段控制其中的一个或几个条件，使上述四个条件无法实现而降低煤自燃风险。煤自燃预测就是通过提前干预，避免煤自燃条件的达成，从而有效避免煤炭自燃的发生。

（1）煤的氧化性

煤的氧化反应是煤体在正常温度下裸露于空气环境中时就已经开始发生。煤体在煤自燃过程中同时对氧分子产生物理吸附化学吸附，但其显性吸附形式也因温度不同、持续时间不同而有所差异。在反应初期，物理吸附的速率比较大。随着温度升高，物理吸附速率下降，化学吸附速率上升，逐渐由物理吸附为主转变为化学吸附为主。当温度提高到一定阶段（如煤的临界温度）时，化学吸附达到吸附平衡状态。随着氧化反应的不断放热，吸附量随温度上升而逐渐下降。化学吸附虽然下降，但化学反应速率加快，所以氧气的消耗量在稍有下降后，随着温度的变化又迅速增加，因此，化学吸附的吸附量会随着温度的变化而逐渐减少，吸收的热量也会随着氧化反应增加。有在最后阶段的反应发生时，大量一氧化碳和二氧化碳气体才会通过煤的氧化反应释放。

（2）煤的放热性

煤体内部可以自发产生热能，是影响煤自燃现象产生与发展的关键因素之一。当热能聚集后，煤体温度升高，最终引起煤炭自燃。煤体产生的热能主要为煤氧复合反应所释放的热能，而煤炭本身的放热强度则是判断煤炭放热阶段性的关键参数。

（3）温度

煤的氧化性是由它的物理反应和化学反应决定的，而在这中间又包含着多种焓变化学反应。因此，高温对耗氧速度的影响较大，煤氧化反应的耗氧速度随煤体高温程度的不同而有所差异。

（4）氧浓度

氧气在采空区中的含量较低，温度也较低。在煤自燃初期阶段，耗氧主要是煤的物理化学吸附耗氧，与空气中的氧气浓度关系不大。随着煤体温度的升高，氧化反应速度提高，耗氧速度提高，需氧量增大，氧化反应仍然受空气中氧气浓度的影响。

（5）煤样粒度

煤体的粒径大小对煤炭自燃的影响较大，煤体粉碎程度越高，粒径越小，煤体的表面积越大，接触空气的面积越大，暴露在空气环境中的化学活性构造也就越多。由于煤氧结合程度的提高，氧化速度也提高，在相同的条件下热能也更容易聚集。

徐州吉安研发的普瑞特矿用防灭火专用液（JTF-I）集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。

参考文献：

[1]李沂蔓.采空区煤自燃多元指标时间序列预测研究[D].华北科技学院,2023.