煤炭自燃过程是一个极其复杂的物理化学变化过程。新鲜煤暴露于空气中，煤的氧化进程就开始了，煤的表面光泽就会逐渐失去，煤在初期氧化放出热量很少，热量主要来源于煤物理吸附热、水解热、少量的化学吸附热量和极少量的化学反应热等。不同煤放热量是不一样的，煤炭自燃最关键点是煤在暴露环境中放出总热量至少要大于进行下步反应所需的活化能，这样才能保证煤的氧化过程的自动加速。煤放出的热量大于煤进行下步反应的所需的能量，并不是煤发生自燃的充分条件，而只是必要条件。因为在生产、贮存运输和加工过程中，煤同时也处在散热的环境中，煤炭氧化过程始终处于放热与散热的这对矛盾中，只有当煤氧化放出的热量除去散发的热量后还大于煤进行自动氧化加速所需的能量，煤的氧化进程才能自动加速，这就是说煤的自燃往往是发生在合理的湿度、供氧和聚热的环境中。由上分析知，煤暴露在空气中发生氧化是必然的，而发生自燃是有条件的，经过氧化的煤而没有发生自燃就会进入风化阶段，通过风化阶段的煤活性降低，吸氧能力降低，燃点下降。

新鲜煤暴露于空气中，经历空气充填，物理吸附、化学吸附与极少的化学反应。开始阶段既观测不到煤体温度的变化，也看不到其周围环境温度的上升。煤的氧化进程平稳而缓慢，但是煤的重量略有增加，着火点温度降低，化学活泼性增强。煤在氧化过程中首先释放的气体是温度升高导致的吸附性气体的释放和少量化学反应产物CO、CO2气体的释放，随着氧化放热量的增加，煤的化学反应逐步加快，释放出的CO、CO2气体也随之增加。

煤炭自然发火是矿井安全生产的主要灾害之一，根据标志性气体的分析结果判断煤炭的温度或自燃程度是早期预测预报煤炭自燃发火的一项重要措施。目前在国内外许多矿区广泛应用，在实践过程中，人们提出多种煤炭自燃发火的预测指标，综合起来可分为：单组分指标、多组分指标。其中单组分指标是以某种气体（如CO，高硫煤还可以用SO2）的浓度或绝对发生量为指标或以某种气体（如CH4）出现为预报指标：多组分指标常用的有Graham系数，烯烃比、链烷比、单一烷烃与烷烃总量比等。国内很多矿预报煤炭自燃采用的是单组分指标，大多数用CO气体，部分矿区在使用过程中发现：有些回采面上隅角始终存在CO气体，特别是在综采或综放工作面这一现象更明显，尽管采取多种防灭火措施，只能使CO气体涌出量减少而不能消除CO的产生。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的ZQC6/6型井下束管气体采样装置具有自动、手动两种采样控制模式，是一种具有多区域循环采样、七种气体浓度检测及实时数据传输、存储功能的高效控制系统。通过就近部署在工作面等监测地点附近，可有效缩短气体输送距离，避免漏气污染、造成数据失准，确保数据准确性。同时采用就地分析，实时上传的策略，使气体监测值更具有时效性。该系统配合地面系统软件对采集的煤矿井下火灾标志性气体值进行统计、分析，实现对煤自燃发展程度的智能判断与预警，可以早期监测预报火灾状况，为煤矿井下各类自燃火灾预报和防治工作提供科学依据。

参考文献：

[1]林承宁.佳新煤矿1504工作面火区启封技术及发火规律的研究[D].安徽理工大学,2011.