第2章 煤的自燃及特性解读
煤炭自燃与封闭储煤安全
评价
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指标气体的选择
➢ 预测预报气体测定
程序升温箱
15
指标气体的选择
➢ 预测预报气体测定
气 相 色 谱 仪
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煤炭自燃条件及防治
➢ 煤炭自燃的条件
环境温度
具有自燃倾向性且 呈破碎状态积聚
水分 灰分
可测性 • 现有检测仪器能够检测到指标气体的变化，并快速、准确
独立性 • 指标尽可能不受或少受外界因素的干扰
11
指标气体的选择
✓ CO
CO随煤温的上升呈现：前段曲线CO增幅不大，当自燃到一定温度 后，CO产生量急剧上升。但实践证明生产过程中煤体摩擦也可产生 较多的CO，故CO作为指标气体，应视具体情况而定，并与其他气 体结合来预报煤炭自燃。
氧化起始温度
ห้องสมุดไป่ตู้
增加，氧化加剧，煤呈赤
TC 环境初始温度
C 风化 热状态
TB TA
B
D：可燃物开始燃烧，温
A △t1
△t2
度持续上升，并出现火焰
潜伏期
自热期
燃烧期或风化
tA
tB tC
tD
t
8
煤炭自燃过程分析
➢ 煤炭自燃热量分析
Q产
Q散
煤
蓄热环境
周围环境
Q产>Q散 Q产<Q散
燃烧阶段 风化阶段
在自热阶段，若改变了散热条件，使散热大于生热；或 限制供风，使氧浓度降低至不能满足氧化需要，则自热 的煤温度降低到常温，称之为风化。风化后煤的物理化 学性质发生变化，失去活性，不会再发生自燃。
有机气体 乙烷 乙烯 丙烷、丙烯、丁烷 丁烯
矿井灾害防治技术(第二章-火灾)
1.合理确定开拓方式 1）尽可能采用岩石巷道； 2）分层巷道垂直重叠布置；
3）分采分掘布置区段巷道，如图2-2-2；
图2-2-1 上下区段分采同掘 l—工作面运输巷； 3 —联络巷
2 —下区段工作回风巷；
图2-2-2 上下区段分采分掘 1—工作面运输巷掘进头； 2—下区段工作面回风巷掘进头
图2-1-5 主干风路烟流逆退
3）火烟滚退，如图2-1-6所示。
图2-1-6 火烟滚退示意图
六、矿井火灾防治的技术途径
（一）外因火灾防治的技术途径 外因火灾是由外部火源引起的火灾。 预防外因火灾发生的技术途径有两个方面： 一是防止火灾产生； 二是防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾 损失。
1．预防外因火灾产生的措施 1）防止失控的高温热源产生和存在； 2）尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在 热源保持一定的安全距离； 3）防止产生机电火灾； 4）防止摩擦引燃：① 防止胶带摩擦起火，胶带输 送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴 承温升控制等综合保护系统；② 防止摩擦引燃瓦斯。 5）防止高温热源和火花与可燃物相互作用。
• 一、井下易于自燃的区域 • 二、预防自然发火的开拓开采技术措施
一、井下易于自燃的区域
采空区；煤柱；巷道顶煤；断层和地质构造附近。
二、开拓开采技术预防自然发火的措施
从防止矿井自然发火的角度出发，开拓开采技术总的要求 是：①提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础； ②限制或阻止空气流入和渗透至疏松煤体，消除自燃的供氧条 件；③将流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下， 在时间上限制在自然发火期以内。
（3）根据不同燃烧物，矿井火灾可分为机电设备火 灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧 火灾和煤炭自燃火灾。
煤炭堆积过高自燃原理
煤炭堆积过高自燃原理煤炭是一种常用的燃料，可以用于发电、供暖和煤制品生产等多种用途。
然而，在煤炭堆积过高时，可能发生自燃现象，导致火灾和煤气中毒等严重后果。
煤炭自燃是指煤炭在自然条件下，由于内部自身的热反应而发生火灾。
其原理主要包括以下几个方面：1.热风对流和辐射传热：当煤炭堆积过高时，煤堆内部会形成通风道，使得空气和煤堆内的热量进行传递。
这种热风对流和辐射传热的作用，会使得煤堆的温度逐渐升高。
2.内部氧化反应：煤炭中含有一定的氧化物和可燃物质，当煤堆内部温度升高到一定程度时，会引发煤的内部氧化反应。
这些可燃物质与氧化物相互作用，产生放热和放烟的反应。
3.煤的热解过程：煤炭中的有机质在高温下会发生热解反应，产生大量的热量和可燃气体。
这些热解反应产物中的可燃物质可继续参与反应，放热并释放出更多的可燃气体。
4.有机质燃烧反应：煤炭中的有机质遇热会燃烧，产生大量的热量和可燃气体。
这些可燃气体包括一氧化碳、二氧化碳等，它们可以继续参与氧化反应，增加反应产物的数量。
在具体的煤炭自燃过程中，温度是决定性因素之一、当煤堆内温度逐渐升高时，会达到自燃点温度，使得煤堆自身燃烧。
自燃点温度受煤炭性质等因素的影响，一般在50-100摄氏度之间。
除了温度，其他一些因素也会影响煤炭的自燃。
例如，水分含量、粒度、氧气浓度和煤堆的密度等都会对自燃过程产生影响。
较高的水分含量会减缓自燃过程，而过低的水分含量则会加快自燃速度。
较大的粒度会减少煤炭的堆积密度，减少自燃风险。
为避免煤炭自燃的风险，应采取一系列的预防措施。
首先，应保持煤堆的适当湿度，以减缓自燃过程。
其次，应保持煤堆的通风良好，以避免热风对流和辐射传热。
另外，应定期对煤炭堆进行检查和清理，及时发现和处理潜在的自燃风险。
总之，煤炭堆积过高后可能发生自燃现象，其原理主要包括热风对流和辐射传热、内部氧化反应、煤的热解过程和有机质燃烧反应等。
自燃过程受温度、水分含量、粒度、氧气浓度和堆积密度等因素的影响。
煤自燃参数 -回复
煤自燃参数-回复引言：煤是一种重要的能源资源，广泛应用于发电、钢铁冶炼和工业生产等领域。
然而，煤在储存和运输过程中容易发生自燃现象，造成财产损失和环境污染。
为了有效预防和控制煤的自燃，研究人员对煤的自燃参数进行了深入的研究。
本文将一步一步回答关于煤自燃参数的问题。
第一部分：煤的自燃概述第一节：煤自燃的定义和现象自燃是指物质在无外源热量的情况下，自行燃烧的现象。
煤的自燃可产生大量高温烟气和有害气体，同时释放热量，进而使燃烧过程不断加剧。
第二节：煤自燃的危害和原因煤自燃不仅造成财产损失，还可能引发火灾事故。
煤自燃的主要原因包括：煤的内部组分、煤的物理特性、煤的储存方式、煤的湿热环境等。
第二部分：煤的自燃参数第一节：煤的燃烧特性参数煤的燃烧特性参数是煤自燃的基础，包括点火温度、燃烧速率、燃烧温度、烟气产物等。
第二节：煤的热分解参数煤的热分解参数是研究煤自燃机理的重要依据，包括预热温度、热解速率、裂解产物等。
第三节：煤的活化能参数煤的活化能参数是描述煤发生自燃反应所需的能量，包括反应活化能、反应速率等。
第四节：煤的温升参数煤的温升参数是描述煤自燃过程中产生的温升情况，包括起燃温度、发热速率等。
第三部分：煤自燃参数的测试与研究方法第一节：物理试验方法物理试验方法是通过实验手段对煤的自燃参数进行测试，包括热重-差热分析、恒温实验等。
第二节：数值模拟方法数值模拟方法是利用计算机技术对煤的自燃参数进行研究，包括多相流模型、热传导模型等。
第三节：综合研究方法综合研究方法是将物理试验和数值模拟相结合，以获得更准确和可靠的煤自燃参数数据。
第四部分：煤自燃参数的应用与控制第一节：煤自燃参数的应用煤自燃参数的研究成果可用于煤矿安全管理、发电厂运行控制和煤炭储运管理等方面，提高煤炭行业的安全性和经济性。
第二节：煤自燃参数的控制煤自燃的控制包括煤炭的储存方式优化、通风和湿度的控制、火灾自动报警和灭火系统的建设等，防止和减少煤自燃造成的损失。
煤自燃特性及防治技术精品PPT课件
煤层地质赋存条件
煤层厚度
➢开采厚煤层的矿井，内因火灾发生次数比开采中厚和薄煤层的矿井多； ➢据统计，有80％的自燃火灾发生在厚煤层开采中 ； ➢国内的鹤岗矿区统计，有86.6％的自燃火灾发生在5m以上的厚煤层中； ➢原苏联库兹涅茨矿区2/3以上的煤炭自燃也发生在5m以上的厚煤层中。
煤层倾角
➢开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层易自燃 ； ➢原苏联库兹涅茨矿区75％的自燃火灾发生在45°～90°倾角的煤层中； ➢德国鲁尔矿区81.5％的自燃火灾发生在36°～90°倾角的煤层内； 原因： ✓倾角大的煤层受到地质作用影响比较大，使得煤层在开采过程中比较容易破 碎 ✓倾角大的煤层频繁发生自燃还因为急倾斜煤层顶板管理困难，采空区不易充 严，煤柱也不易保留，漏风大
煤层地质赋存条件
地质构造
自然发火次数要多于煤层层位规则的地方如断层、褶曲发育地带、 岩浆入侵地带 。这是由于煤层受张拉、挤压的作用，裂隙大量发生， 破碎的煤体吸氧条件好，氧化性能高。据四川芙蓉煤矿统计，巷道自 燃火灾52％发生在断层附近。
煤层顶板
煤层顶板坚硬，煤柱易受压碎裂。坚硬顶板的采区空冒落充填不 密实，冒落后有时还会形成与相邻正在回采的采区，甚至地面连通的 裂隙，漏风无法杜绝，为自燃提供了条件
✓ 煤田火灾每年烧损的煤量达1360万吨，经济损失超过200亿元； ✓ 煤田火灾还造成对地下水的污染和地质条件、地表植被、大气环境的
严重破坏； ✓ 煤田火在世界范围内引起许多问题和风险，例如排放有害气体和温室
气体，污染大气和地下水，造成局部土地退化，导致生态系统退化、 滑坡、坍塌和侵蚀，引起呼吸系统疾病和威胁煤矿安全等； ✓ 中央与地方财政每年投入的灭火资金都达数亿元以上。
燃烧期
煤温达到着火温度（无烟煤﹥400℃、烟煤320380 ℃ 、褐煤﹤300℃）开始燃烧。
煤的自燃名词解释
煤的自燃名词解释1.引言1.1 概述煤的自燃是指在无外力作用下，煤自身因内部热源的引发而发生不可控的燃烧现象。
这种现象已经被人们广泛关注和研究。
煤炭是一种重要的能源资源，在能源领域具有重要地位，但其自燃问题却给煤炭的开采、储存、运输等环节带来了巨大的安全隐患和经济损失。
煤的自燃主要是由于煤中存在的一些物理、化学和微生物活动引发的。
在储存和运输过程中，煤炭受到了氧气、水分、温度、压力等多种因素的影响，使得其内部的化学反应和热效应增强，从而释放出大量的热能。
当这些热能无法及时散发，超过了煤的自身稳定温度范围时，就会引发煤的自燃现象。
煤的自燃问题对煤炭企业和相关部门造成了严重的经济和环境损失。
一方面，自燃造成了巨大的煤炭损失，这意味着煤炭企业将面临着原材料的缺失和生产能力的下降；另一方面，自燃还会产生大量的有害气体和烟尘，对环境造成污染，对人们的身体健康也带来了威胁。
因此，为了解决煤的自燃问题，需要深入研究煤的自燃机理，掌握煤的自燃的规律，并在煤的开采、储存、运输等环节采取相应的安全防范措施。
同时，通过改进煤炭的生产工艺和技术手段，提高煤的质量，减少煤中活性成分的含量，也能够有效地预防和减少煤的自燃问题的发生。
整个文章将围绕煤的自燃问题展开详细的阐述，旨在加深人们对煤的自燃的认识和理解，推动相关领域的研究和工作，在保障煤炭开采和使用安全的同时，提高煤炭产业的可持续发展能力。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织框架和部分内容在整体结构中的位置。
一个明确的文章结构可以帮助读者更好地理解文章的内容和逻辑关系。
以下是本文的结构：1. 引言- 1.1 概述：对于煤的自燃现象进行简要介绍，指出其在煤矿、火灾防治等领域的重要性。
- 1.2 文章结构：说明本文的组织框架和各部分的内容。
- 1.3 目的：明确本文的目标和意义，为读者提供清晰的导向。
2. 正文- 2.1 煤的自燃定义：详细解释煤的自燃概念，包括其定义、产生的条件和特点等。
第2章 煤的自燃及特性解读
第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。
自十七世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，提出了解释煤自燃的多种假说，但由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。
尽管如此，人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。
近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。
本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。
第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。
在对煤的自燃特性进行研究之前，有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。
一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。
根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类[1]，即腐殖煤和腐泥煤。
由高等植物形成的煤称为腐殖煤，它分布最广，储量最大；由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。
通常所讲的煤，就是指腐殖煤。
由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。
转化次序是：植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。
整个成煤作用可划分为几个阶段：植物向泥炭转化作用过程，泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程，褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程，成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。
中国煤炭分类[2]，首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10％、≤10%，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。
然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、＞28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。
矿井火灾防治(教案)1-2章 概述、煤炭自燃共144页
授课内容
第七章 火区封闭和启封 第一节 火区封闭 第二节 火区管理 第三节 火区启封
第一章 矿井火灾概述
矿井火灾学基础
1-1 燃烧的基础知识
一、燃烧的基本条件——外源火灾特性 1、火灾发生的三要素
产生外源火灾的三个必要条件是：有可燃物存在、有足够 的氧气和足以引起火灾的热源。这也称火灾三要素，缺少任何 一个要素，火灾都不能发生，或者正在发生的火灾也会熄灭。
矿井火灾防治技术
主讲人： 李宗翔（教授、博士）
联系方式：13941884616；0418-2838120宅 E-mail：Lizx6211163
井工地下开采
进风井
回风井
回风井
矿井通风
河南新密东兴煤矿发生重大火灾事 故，致25人死亡
2019年3月15日20时30分，河南新密市东兴煤业有限公司主井西大巷第 一绕巷发生电缆着火事故，当班入井31人，6人安全升井，25人遇难。
授课内容
第五章 矿井火灾时期的风流紊乱 第一节 风流紊乱的基本形式及产生原因 第二节 风流紊乱的发生条件 第三节 风流紊乱的实验研究 第四节 风流紊乱的案例 第五节 风流紊乱的防止措施
第六章 矿井外因火灾防治 第一节 矿井外因火灾的预防 第二节 矿井外因火灾的灭火技术 第三节 胶带输送机火灾的防治 第四节 计算机技术在矿井火灾救灾决策中的应用 第五节 火灾时期的风流远程控制
热 源
氧
火
气
可燃物
热
氧
火
可燃物
火灾发生的三要素：氧气、可燃物、火源
火灾发生三条件，氧气、可燃物、火源 若要火灾不发生，控制火源是关键
二、火灾的燃烧类型 扩散燃烧（Diffusion Combustion）是高浓度的可燃气体与
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第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。
自十七世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，提出了解释煤自燃的多种假说，但由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。
尽管如此，人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。
近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。
本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。
第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。
在对煤的自燃特性进行研究之前，有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。
一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。
根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类[1]，即腐殖煤和腐泥煤。
由高等植物形成的煤称为腐殖煤，它分布最广，储量最大；由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。
通常所讲的煤，就是指腐殖煤。
由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。
转化次序是：植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。
整个成煤作用可划分为几个阶段：植物向泥炭转化作用过程，泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程，褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程，成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。
中国煤炭分类[2]，首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10％、≤10%，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。
然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、＞28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。
褐煤的特点是：水分大，比重小，不粘结，含有不同数量的腐植酸；煤中无水无灰基氧含量常高达15~30%左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状，发热量低，煤灰熔点也大都较低。
烟煤挥发较高，外表灰黑色，有光泽，发热量较高，较易着火与完全燃烧，煤质一般较无烟煤软，较多的烟煤在受热析出挥发份时粘结成块，称为有焦结性。
无烟煤挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达1.90，燃点高，燃烧时不冒烟。
我国煤种的主要特征及分布地区见下表：[1]二、煤的结构及基本性质煤是分子量不同、分子结构相似但又不完全相同的一组“相似化合物”的混合物，其主要组成元素是碳、氢、氧、氮和硫。
煤的结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。
煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成。
这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。
规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，成为基本结构单元的核或芳香核；不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团。
随着煤化程度的提高，构成核的环数增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。
基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的烷基侧链和官能团。
煤分子上的官能团主要是含氧官能团，有羟基（-OH)、羧基（-COOH)、羰基（=C=O）、甲氧基（-OCH3）等，随煤化程度的提高，甲氧基、羧基很快消失，其它含氧基团在各种煤化程度的煤中均有存在。
此外还有少量的含氮官能团和含硫官能团。
在煤大分子中结构单元之间的连接是通过次甲基键-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-，醚键-O-，次甲基醚键-CH2-O-、-CH2-S-，硫醚键-S-、-S-S-以及芳香碳-碳键C ar-C ar等桥键实现的。
在低煤化程度的煤中桥键最多，主要形式是次甲基键、醚键、次甲基醚键；中等煤化程度的煤中桥键最少，主要形式是甲基键、醚键；到无烟煤阶段时桥键有所增多，主要形式是芳香碳-碳键。
煤是有着庞大内部表面积的多孔状聚合体，对于低变质煤更是如此。
实际上，作为一种固态胶体，各种变质程度的煤都具有相当大的孔隙度，其比表面积与煤的变质程度极为关联。
从孔的结构来看，微孔（直径＜1.2×10-6 mm）和过渡孔（直径为1.2~30×10-6 mm）占总表面积的绝大多数，而其它孔所占的比表面积的比例微乎其微（不足1%）。
煤的孔结构和比表面积主要取决于煤的变质程度和成煤环境，同时受构造破坏程度的影响，但煤的破坏对微孔和过渡孔不起作用，而主要是使大孔（直径大于30×10-6 mm）的数量增加，引起总的比表面积的增大，增大的量值受破坏类型和破坏程度的控制。
煤的比热（在常温下1g 煤升高1℃时所需的热量）很小，水的比热（5℃时为4.184kJ/kg.℃）大约为其4倍，因而煤的比热随煤中水分含量的增加而提高；同时，它随煤化程度的加深而降低。
随着温度的升高，煤的比热会增大，在300℃左右达到最大值。
此外，由于煤中矿物质的主要成分的比热较小，因此，矿物质含量的增加会使煤的比热有所下降。
煤的热导率是度量煤的导热性的指标，它是指煤体内部相距为1 m 的两个1 m 2的平行平面，若两平面的温差为1℃，每秒从一平面以垂直方向传导到另一平面的热量。
由此可以理解煤的热导率是热量在煤中直接传导的速度，也即表征了煤的散热能力。
煤的热导率很小，即散热能力很差，它受煤中水分、矿物质、变质程度和温度的影响。
煤的热导率可用下式计算[1]：()22100010000003.0t tβαλ++= (kJ/m.h.K)式中βα、为特定常数，粘结性煤的α和β相等，为0.0016，弱粘结性煤的α为0.0013，β为0.0010。
从上式中可以看出，热导率随温度上升而增大，并且块煤或型块、煤饼的热导率比散状煤高。
第二节 煤的自燃假说对于煤炭自燃的起因和过程，人们在17世纪就开始了探索研究。
1686年，英国学者普洛特（Plot ）发表了第一篇有关煤自燃的论文，他认为煤中含硫化矿物的氧化是造成煤堆自燃的原因。
其后至现在的几百年中，为解释煤炭自燃的起因，各国学者先后提出了各种假说[3,4,5]，主要有黄铁矿作用、细菌作用、酚基作用、自由基作用、煤氧复合作用等假说，其中煤氧复合作用假说现已被国内外广泛认同。
一、黄铁矿作用假说该假说最早由英国人（Polt 和Berzelius ）于17世纪提出，是第一个试图解答煤自燃原因的假说，曾在19世纪下半叶广为流传。
它认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS 2）与空气中的水分和氧相互作用放出热量而引起的。
早期，人们认为黄铁矿在空气中逐渐氧化而产生的热是煤炭自热的诱因，然而，现在已经确定煤中的黄铁矿促进含碳成分氧化的途径一方面是通过将煤分解成更小的碎片从而把更大的煤体表面积暴露到空气中，另一方面是通过自身氧化释放出的热量来提高煤温，从而使之氧化自热。
此假说认为，煤炭自热是氧和水与煤中的黄铁矿按以下化学反应式作用生热的结果：2FeS 2+7O 2+2H 2O → 2FeSO 4+2H 2SO 4+25.7kJ这种放热反应促使煤炭发热，在适宜条件下而自燃。
温米尔（Winmill·T·F）对黄铁矿在空气中对煤炭自热的影响展开了全面的调查。
他总结出黄铁矿只有在占比例较大并且处于被分解成极细微状态时才可能引发煤炭自热。
如果黄铁矿存在形式较为集中或出现在矿脉中或以高结晶“铜”的形态存在，它对煤初期自热的作用是微乎其微的。
格瑞哈姆（Graham）证实了温米尔的结论，并且观察到当黄铁矿以极细微状态存在时，它能快速吸收氧气。
他还推出如下结论，绝大多数的井下煤炭发热都归因于潮湿空气中黄铁矿的氧化，其反应通常可由以下反应式表述：2FeS2+7O2+16H2O →2FeSO4·7H2O +2H2SO4+1327.2kJ 上式反映了一种热效应。
同时得到的反应产物体积比黄铁矿原始体积显著增大，结果使得包裹它的煤胀裂，导致煤与空气的接触面积增加。
值得一提的是，反应式中得到的硫酸亚铁绿色晶体经常同煤中所含的钙、镁、铁（铁白云石）的碳酸盐发生中和反应，然后在空气中缓慢氧化得到黄色的氧化铁水化物，有时会被误认为是游离的硫。
在此基础上，很多学者曾探讨过不同因素的作用[6]，如马甫斯顿（Mapuston）的研究认为，煤炭自燃是由于散布在煤中的黄铁矿氧化成亲氧自燃的FeS的作用，奥尔频斯基（W.Olpinski）研究波兰煤后认为，只有黄铁矿含量超过1.5％的煤才容易自燃，而且只有碳化程度低的煤才是如此；相反地，弗雷（Frey）的研究发现，若煤中黄铁矿多，同时其灰分相当高、氧化铁量少，对煤的自燃则起阻化作用；贝沃（Bylo）和其他波兰学者观察到磺化煤和氧发生反应，特别是有黄铁矿存在时更为显著，他们分析认为，煤在低温条件下的自身氧化是在有机催化剂参与下进行的，这样的催化剂是多酚还原链，其过程是在水参与下黄铁矿氧化时形成的硫酸使煤质中的有机物质形成磺基化合物，磺基化合物进而转换成酚链化合物，它们在煤低温氧化反应是一种催化作用的化合物，而酚链化合物极易氧化而导致煤炭自燃。
按照穆克（Muck）的研究意见，煤自燃过程中黄铁矿的主要作用是它的变种白铁矿（FeS2）的作用。
同时，黄铁矿类氧化放出的热量，一般为煤氧化放出的热量的两倍，以及它们氧化时体积将增大的事实，也不容忽视，它们都有利于煤氧化的进程。
摩泽（Münzer）指出黄铁矿如以细微分散状态存在，当其含量超过5～10％使会对煤炭自热产生显著影响，如果含量低于5％，其影响可以忽略不计。
但是，黄铁矿导因说在煤炭自燃学说发展的过程中不断受到质疑，因为采煤的实践和科学研究都说明，发生自燃的煤炭并不都含有黄铁矿，不含黄铁矿的煤照样自燃。
然而许多研究仍然说明，煤中含有黄铁矿，尤其是其量较大时，将有助于煤自燃过程的发展，它起着催化剂的作用。
二、细菌作用假说该假说是由英国人帕特尔（Potter,M.C.）于1927年提出的，他认为在细菌的作用下，煤体发酵，放出一定热量，这些热量对煤的自燃起了决定性的作用。
1951年波兰学者杜博依斯（Dubois,R.）等人在考查泥煤的自热与自燃时指出：当微生物极度增长时，通常发生伴有放热的生化反应，30℃以下是亲氧的真菌和放线菌起主导作用（使泥煤的自热提高到60~70℃是由于放线菌作用的结果）；60~65℃时，亲氧真菌死亡，嗜热细菌开始发展；72~75℃时，所有的生化过程均遭到破坏。