暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70~80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点(300~350℃)时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。煤层自燃典型事例是2015年4月7日上午，乌鲁木齐县火石山煤层自燃，因长时间地下煤炭的自燃，在火石山大约3公里范围内，形成了3个煤层自燃带，近期，煤层燃烧到地面后，在半山腰形成了一个燃烧口(火坑)。
火石山山脉由东向西延伸，在火坑西边约2.5公里，以及东边约500米地方，分别形成了两个煤层自燃带，与火坑周围的气温以及情况相似。最西面的煤层自燃带已形成方圆200米燃烧面积，在一些石缝里，放木条进去不到1分钟，就开始烧焦冒烟。
火石山上的火坑是如何形成的呢?按照业内比较公认的“煤氧复合作用学说”，当地下的煤有机会与空气接触，吸附氧气并产生氧化作用，氧化产生的热量使煤炭逐渐升温，开始聚热增温，并出现干馏反应，生成一氧化碳等可燃性气体。当温度继续升高，热解作用加速进行，煤开始冒烟，当升温达到煤自燃临界值时，就开始着火了。当地下的煤被烧空，并朝地上燃烧时，土层越来越薄，最终形成大家所见的火坑。
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