潞安集团是山西七大煤炭企业集团之一，目前矿区主体矿井主要开采的煤层为山西组中下部3#煤层，3#煤层结构较简单，暂未发生过自燃，但该煤层已接近资源开采枯竭，在其下部太原组的15#煤层，属于高硫、中磷、高灰、高发热量贫煤，含硫量较高会增加该煤层自然发火危险。矿井采用综采放顶煤工艺，靠边采边落煤开采，而采煤工作面回收率较低、遗留煤较多是矿区煤层自然发火的主要危险源，而经过资源整合后的部分矿井在开采过程中或在周边小窑采空区也曾出现过煤自燃现象，煤层自然发火已成为潞安矿区矿井开采过程中的一大突出安全隐患，严重威胁矿井安全生产和发展。虽然惰气防灭火在煤层火灾防治实践中得到广泛应用，但关于CO2对煤氧化自燃发展过程抑制性能的相关基础研究并不充分，所以，有必要对此展开更深入、细致的研究。本文针对潞安矿区开采自燃或容易自燃煤层赋存特点和开采技术条件，通过实验室研究潞安矿区典型煤层煤样吸附CO2前后耗氧速度，CO产生速率，指标气体，特征温度等自燃特性参数的变化规律。本文主要研究成果如下：（1）分析了国内外煤自燃火灾防治技术研究现状， CO2作为惰性气体抑制煤层自燃的机理，为研究潞安矿区煤层煤样吸附CO2前后自燃特性提供理论基础。（2）对一缘矿、阜生矿、潞宁矿、五阳矿、余吾矿等煤层煤样吸附CO2前后进行了程序升温氧化实验，并对升温过程中的气体产物生成规律对比分析，实验结果表明：第一，吸附CO2前，原煤中生成的CO和C2H6在起始的30℃时均已开始出现；出现H2的初始温度为130~160℃左右；生成C2H4的初始温度为120~160℃之间，生成量随温度的升高呈单一递增趋势。第二，吸附CO2后，同等温度条件时，煤样在3种不同CO2浓度气氛下的耗氧速度随CO2浓度的增加而减小，在升温的氧化过程中CO出现的临界温度并未发生改变，指数式上升的趋势变缓。第三，吸附30%浓度CO2的煤样在升温过程中CO产生速率已开始有减小趋势，减少量约为吸附前CO产生速率的20%~25%；与吸附前相比，产生C2H4的初始温度滞后10~20℃，产生H2和C2H4的初始温度滞后20℃左右；CO2生成曲线发生改变，随煤温度升高呈“U”字形。（3）采用热重—差热实验方法，分析研究了各煤样在吸附不同浓度CO2前、后特征温度变化规律，得出了吸附前，5个不同煤层煤样水分蒸发尽对应的温度T1=94.2~99.4℃，不同煤样吸氧量在0.36~0.58mg之间，燃点温度T3为408.2～448.6℃，除余吾煤在700℃时未达燃尽温度外，其余各煤样燃尽温度T4为572.8～608.6℃；吸附后，特征温度点T1滞后，滞后温度10~15℃，燃点温度T3及燃尽温度T4出现不同程度的延后，延后温度40~75℃。煤样吸附CO2后特征温度点出现了向高温度方向移动的现象，煤氧化放热性能降低，同等条件下，CO2浓度越高抑制效果也越好。（4）通过对一缘矿煤样吸附CO2和N2后进行程序升温氧化对比分析实验，并结合CO2和N2防灭火特点，比较煤样吸附CO2、N2及原煤样在程序升温氧化过程中耗氧特性及相关自燃特性参数的变化关系，实验结果表明：在氧化反应的低温阶段，吸附100%浓度N2后的煤样比吸附同等浓度CO2后的煤样在升温过程中耗氧速度及CO产生率都要大，温度在150~220℃时，吸附100%浓度CO2后的煤样在温升过程中耗氧速度及CO产生速率减小趋势更显著。因此，在惰化抑制煤层自燃火灾的优势上，CO2比N2效果更好，更利于煤层火灾防治。本文对完善CO2防灭火相关技术体系、丰富和提高惰气防灭火技术，对减少潞安矿区煤层自然发生次数，对提高矿井防灭火技术及装备水平具有重要的科学和实践指导意义。