煤体主要由有机物与无机物组成，主要可燃元素为碳元素，碳元素在煤体中占据65%～95%；其次是氢元素，在煤体中占据12%；氧元素在煤体中占35%，最高时可达25%；以及硫元素，占煤体约10%，上述元素结合一起构成煤体的可燃质。

煤体发生自燃要同时具备4个条件：

（1）具有自燃倾向性

煤体的自燃倾向性是由多种因素决定的，包括煤的变质程度、水分、灰分、含硫量、粒度和导热性等属性。这些属性是煤体自燃的基本条件。另外，煤体在常温下发生氧化还原反应的难易程度也与煤体中挥发分的含量有关。挥发分高的煤体自燃倾向性强，且自然发火的时间也更短。

2. 连续供氧

煤炭处于通风状态较优的矿井下，暴露在空气中，其表面与空气中的氧气充分接触，且煤体中存在一定的缝隙，空气中的氧气以及一氧化碳通过缝隙渗入煤体内部，为煤体发生氧化还原反应创造了条件。煤体内部缝隙的大小直接影响供氧条件的优劣，中间隙越大，供氧条件越好，氧化反应的程度越激烈。

3. 具备储热条件

常温下，煤体通过物理和化学反应吸附空气中的氧气，发生氧化反应，释放出热量。若煤体氧化打破热平衡反应（释放热量〉散失热量），则煤体温度升高。当煤体温度升高至若火点（300～350℃）时，煤将发生自燃。

4. 具备一定的自然发火期

煤体与氧气之间发生氧化反应到自我燃烧过程需要一定的周期，此过程称为自然发火期。不同煤种的自然发火期大不相同，我国煤层自然发火的持续时间因煤种而异。其中，长焰煤的自然发火期最长为3个月，气煤最长为6个月。而煤层自然发火期的最短时间为1个月，最长可达15个月以上。

根据煤炭行业煤自燃实际情况观察，发生自燃位置是处于煤堆在自然堆放状态下，可以根据其深度分为以下三层：

（1）冷却层。位于煤堆表层，厚度在0.5~1.5m，属于松散煤堆层，因处于表面，与空气接触面积较大，因此易发生氧化反应，与此同时，由于散热面积较大，导致释放热量等于散失热量，使煤堆始终处于热平衡条件下。

（2）氧化层。位于冷却层下部，厚度在1~4m，因处于氧化层，煤层与氧气接触面积适宜，且散发热量较小，具备煤自燃的条件，达到自然发火期，并发生自燃。

（3）窒息层。该层被氧化层覆盖，煤层相对厚实，氧气供给不充分，并且湿润性较高，导致发生氧化反应程度低，不易发生自燃。

煤炭自然堆放，位于中心处颗粒细小，越往外围分布颗粒越粗大，由此可见煤的外层空隙以及通风散热条件比中心处要更好，冷却层和氧化层比窒息层更易发生氧化反应。在自燃期间，煤堆表面的氧化层会发生剧烈的氧化反应，伴随温度的上升、热气和烟雾的散发等现象。当煤堆表面出现热气和烟雾时，自然点和自燃点通常位于氧化层的内部。一旦氧化层发生自燃，传热至冷却层，导致冷却层温度升高，打破原有的热平衡，冷却层就会发生自燃，产生气体，因此，发现煤自燃需要立即采取措施，防止火灾的发生。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特煤氧抑制剂（JPZ-Ⅰ）与水混合后喷洒于煤体表面，在煤体表面形成一层高分子保护膜。该保护膜具有多重功效，既能隔断煤氧接触，抑制煤炭自燃，延长煤炭储放周期，也能有效抑制煤尘飞扬，避免环境污染和风雨侵蚀造成的重量损失。

参考文献：

[1]陶华焕. 扎赉诺尔矿区褐煤自燃预警体系研究[D].辽宁工程技术大学,2023.