我国是产煤、用煤大国，同时也是煤自燃灾害频发国家，煤自燃导致大量资源浪费、环境污染并且威胁矿井安全生产。由于影响煤自燃因素众多且煤自燃是复杂的动态过程，人们至今还不能够完全阐明煤自燃的机理。为了了解不同变质程度煤自燃特性与其内部孔隙结构特征的关系，本文以六种不同变质程度煤为研究对象，采用实验研究与理论分析的方法，对不同变质程度煤微观孔隙结构与宏观自燃特性进行相关性研究，有助于深入了解煤炭自燃的过程。利用同步辐射X射线相衬显微CT实验和低温氮气吸附实验对不同煤级煤内部孔隙参数进行测定，对两实验数据汇总得到各孔隙参数随变质程度的变化规律。煤体内部孔隙形态多样且不规则，孔隙结构空间上以雪花片状连接成网，内部镂空，变质程度不同煤孔隙连通度差异明显；孔隙总体积随变质程度呈高-低-高凹形曲线变化，中等烟煤处为最低值，褐煤体积最大，大、中孔体积占低变质程度煤的主要部分，中等变质程度煤各孔径段体积分布相对均匀，而在高煤级阶段，微孔贡献量最大；煤在低-中变质阶段比表面积变化不大，中-高变质阶段比表面积快速增大，各煤种微孔、小孔比表面积占到总表面积的99%以上；平均孔径与煤级呈幂函数相关，随煤级升高平均孔径变小。对煤中孔隙结构进行分阶段分形研究得到，煤中孔隙(>5.8nm)具有明显的分形特征，按不同阶段孔隙体积百分比，得出基于同步显微CT实验和低温氮气吸附实验的煤孔隙综合分形维数D与煤变质程度呈高-低-高凹形曲线变化趋势。通过动态色谱吸氧实验与煤自燃相似模拟实验，研究了不同变质程度煤自燃特性。煤级与吸氧量呈凹形曲线相关，SH>XM>SD>XS>PS>ZZ。低温氧化过程中随着煤温增高氧气浓度整体呈下降趋势，低变质程度煤氧气快速下降拐点温度低于高变质程度煤，各煤样耗氧速率随温度增加呈指数关系增大，在相同温度下，低变质程度煤耗氧速率大于高变质程度煤；交叉点温度随变质程度增高呈线性增大趋势；煤自燃氧化动力学综合指数与变质程度同样呈正向线性相关；综合上述参数得，煤化程度越低，煤自燃氧化能力越强。对不同煤化程度煤孔隙结构特征与自燃特性进行相关性研究得，孔隙结构对煤吸附氧气能力起决定作用。综合分形维数与吸氧量呈正向相关，并且在低-中煤化阶段，孔隙体积对吸氧量起主导作用，吸氧量随孔隙体积增大而增大，在中-高煤化阶段，比表面积对吸氧量起主导作用，孔隙比表面积越大煤体吸氧量越大。煤孔隙结构对煤氧化能力有一定影响，呈现出关系相反的两阶段性，在低-中煤化阶段，氧化动力学综合判定指数随孔隙体积、分形维数增大而减小，氧化能力变强，易于自燃；在中-高煤化阶段，与低-中煤化阶段相反，随着各孔隙结构参数增大，煤氧化能力减弱，自燃倾向性降低。