第1个回答 2024-06-07
通过对我国北方煤田火区过去五十年的资料分析和大面积野外实地考察，结合甘肃窑街火区、新疆硫磺沟火区、宁夏汝箕沟火区、内蒙古乌达火区的典型研究，我们可以将地下煤层自燃的形成过程分为四个阶段。
第一阶段是自燃阶段。在这个阶段，煤在自然环境中与空气接触，吸附氧气并发生氧化作用，产生热量。当煤层中的发热量超过散热量时，煤层开始聚热增温。在温度达到110℃之前，煤中的水分蒸发，煤层会冒白气；温度超过110℃后，煤体进入烘干阶段，热解作用加速，煤层开始冒灰烟。当煤层中的某个点增温量达到煤自燃的临界值时，就会开始自燃着火，形成明火点或冒黑烟点。
第二阶段是燃烧中心形成阶段。煤火最初都是由一个点开始的，这个点具备充足的供氧和聚热条件。周围的煤被氧化产生热量，并在这个点聚集，使得这个点的煤温逐渐升高，最终自然着火，从而形成了燃烧中心。
第三阶段是燃烧系统发展阶段。燃烧中心形成后，随着煤层温度的进一步上升和燃烧裂隙的发展，燃烧条件得到改善，形成了更好的燃烧环境。几个或几十个燃烧中心会发展成一个燃烧系统。
第四阶段是熄灭降温阶段。在这个阶段，地下煤层局部燃烬熄灭，上覆岩石在高温作用下发生变质。随着温度的降低，会产生一系列标志性燃烧产物，如刚玉、熔变角砾岩、烧变天然焦、瓷化玻状烧变板岩、烧变砂岩、烧变黄土、芒硝和硫磺结晶群等。在这个过程中，上覆岩石变质塌陷，形成大面积的烧变塌陷坑或密集的塌陷群。