补连塔矿12煤层与22煤层均为浅埋煤层,煤层开采时留下的地表裂隙成为采空区遗煤自然发火的重要隐患。地表水源与空气通过裂隙流入采空区,使遗煤长期浸入水中,遗煤长期与氧接触也容易加大二次氧化的危险性。因此,研究两个煤层水浸煤样的氧化特性和二次氧化特性对防治遗煤自然发火具有重要意义。本论文使用程序升温装置,对12煤和22煤进行低温氧化实验得到不同含水率煤样的自燃特性差异。在低温氧化阶段,12煤含水率14.9%煤样出口氧气浓度最低,耗氧速率、放热强度等均为最高,临界温度和表观活化能均为最低,为最易氧化水浸煤。22煤含水率21.6%煤样出口氧气浓度最低,耗氧速率、放热强度等均为最高,临界温度和表观活化能均为最低,为最易氧化水浸煤。对原煤及最易氧化水浸煤样进行二次氧化研究,两个煤层原煤预氧化至100℃煤样临界温度和表观活化能均为最低,为最易氧化的预氧化煤样。两个煤层最易氧化水浸煤样预氧化至60℃煤样临界温度和表观活化能均为最低,为最易氧化的预氧化煤样。利用傅里叶红外光谱对12煤层和22煤层的原煤及最易氧化水浸煤样进行分子结构的变化研究得出,原煤经过浸水作用后的水浸煤样,其-CH2、-CH3官能团含量略高于原煤,说明浸水作用对脂肪族的脱落具有促进作用,有利于煤低温氧化。且随温度升高,水浸煤样的-CH2、-CH3官能团降低速率和C=O官能团增长速率均大于原煤,说明最易氧化水浸煤样低温氧化的反应速率比原煤高。这与最易氧化水浸煤样在低温氧化时的CO、CO2等标志气体均大于原煤的现象相呼应,说明原煤样经过浸水作用后发生低温氧化和自燃反应的危险性要大于原煤。利用TG-DSC热分析技术,对12煤和22煤层的原煤及其最易氧化的预氧化煤样、最易氧化水浸煤样及其最易氧化的预氧化煤样,进行热动力研究得出,两个煤层的水浸煤样的临界温度、干裂温度、质量极大值温度、水分蒸发阶段和吸氧增重阶段的活化能等均比原煤低,低温氧化阶段放热量及总放热量均比原煤高,水浸煤样比原煤更易氧化自燃。而原煤与水浸煤样的最易氧化的预氧化煤样也均比原煤更易氧化自燃,其中水浸原煤的预氧化煤样临界温度、干裂温度、质量极大值温度、水分蒸发阶段的活化能要比原煤的预氧化煤样低,低温氧化阶段放热量比原煤的预氧化煤样高,水浸煤样相较于原煤发生二次氧化的可能性更大。图[48]表[15]参[93]