魏 超，单文选，陈江龙，孙际宏

(1. 华北科技学院安全监管学院，北京 东燕郊 065201；2. 晋能控股集团挖金湾煤业有限公司，山西 大同 037001)

0 引言

相关研究表明，矿井火灾的起因大多归咎于采空区后方散碎煤炭自燃，就此引发的煤炭自燃火灾已经成为制约我国煤矿安全生产的重大安全隐患，其危险程度不容小觑，一旦发生，会燃烧大量的煤炭资源，造成巨大损失。同时，还有可能诱发瓦斯和煤尘爆炸，危及矿山安全生产[1]。鉴于传统方法通过自然发火倾向等级鉴定评价煤炭自然发火危险性在大量实践中表现出的理论与实际情况较大差异性问题，最短自然发火期作为下限指标，通过计算煤层的最短自然发火期这一基本参数可靠性程度明显更高，其数值直接决定了煤层自然发火判断标准的“木桶短板”[2]。

该煤层处在延安组第二段中部，与上部煤层的间距在52 m左右，煤层的底板标高变化在1035～1090 m之间，埋深0～150 m。煤层厚1.13～1.34 m，平均1.24 m，煤层总体为薄煤层，大部可采，结构较简单，煤层厚度由东北向西南逐渐变厚，无夹矸。本文根据该煤层工作面所取煤样进行自然发火氧化升温模拟实验，分析了实验过程中气体产生及浓度随温度的变化规律，确定了自然发火指标气体和最短自然发火期，为采空区自然发火预测和针对性技术防治提供了重要的参考依据。

1 标志性气体实验

1.1 原理分析

煤炭自燃的过程是一个以物理变化和化学变化为基础的自我促进的氧化升温反应，根据反应程度不同可分为缓慢氧化、加速氧化和激烈氧化三个阶段，煤氧复合学说认为散碎煤体吸附氧气散发热量，这些热量用来蒸发水分、释放瓦斯和加热煤体，促进煤体继续反应，达到着火温度造成煤层自燃[3]。……