煤矿自燃是导致矿井火灾的主要因素之一,会间接诱发瓦斯爆炸等矿井灾害,造成人员伤亡和经济损失,因此,构建有效的煤自燃预测预报模型尤为重要。通过广泛网上调研,查阅文献,采用程序升温系统,整理变质程度不同的煤样在煤自燃过程中生成指标气体的体积分数、变化率以及出现的初始温度、临界温度实验数据,选取其中8家矿井煤样进行程序升温实验,运用灰色关联度理论和斯皮尔曼相关性分析煤自燃发火的主要预测指标,并以温度为同一参考量对指标气体进行回归分析,对煤自燃定量指标进行分析。采用函数拟合分析以及SPSS数据处理软件,从中筛选出最贴合的预测模型,对煤自燃早期的预测预报指标体系以及煤自燃早期预测模型的构建方法进行研究。取得如下研究成果:首先,通过文献综合确定国内矿山使用频率较高的煤自燃预测指标主要为CO、C2H4气体浓度,煤样氧化升温的平均出现温度为30℃和130℃,临界温度约为80℃、150℃;通过相关性分析,优选Graham指数、CO2/CO作为煤自燃预测预报指标。其次,确定Graham指数作为煤自燃程度预测的首选指标,选取Logistic回归模型、指数函数模型、多项式等拟合模型,选择R~2、残差评价拟合优度,优选了Logistic模型构建基于复合气体Graham指数、CO2/CO与温度,单一气体CO、C2H4浓度与温度的煤自燃评判模型,运用统计学方法,选取4组检验样本对拟合参数有效性检验,提出预测煤自燃早期氧化过程的判定模型。最后,依托函数模型划分指标预警等级并提出了响应防灾响应对策。图19幅;表23个;参59篇。