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我国大部分煤层属于容易自燃和自燃煤层。在高产高效矿井正常开采过程中，由于开采强度大、煤层易氧化等原因，工作面回风隅角常伴有CO积聚现象，干扰煤自燃预测预报，影响矿井安全生产。CO产生机理、积聚规律及控制一直是矿井自燃灾害防治的关键科学问题。论文以灵武矿区主要开采煤层为研究对象，围绕CO产生的微观动力学、积聚规律、安全指标和防控方法开展研究，为采空区煤自燃的早期预报和CO超限治理提供依据。采取灵武矿区主要开采煤层煤样，通过元素分析和红外光谱分析，得出煤分子结构中含有的主要活性基团类型，基于量子化学密度泛函理论，利用Gaussian-03W软件模拟了煤中的主要活性基团对CO脱附的动力学过程，结合理论分析，得出煤氧化过程中CO产生的3个步骤。采用煤自燃程序升温实验装置，对煤样在氧气浓度为4%、8%、12%、14%、18%及21%条件下进行实验测试，得出了不同氧气浓度下CO的产生规律，建立了程序升温过程温度和CO产生的定量函数关系，发现了低温阶段CO生成的3个过程，每个过程CO的产生主要受温度和氧气两个条件共同作用。利用煤自然发火实验，得出了灵武煤样自然升温过程中CO产生相关特性参数、极限参数，为分析采空区内CO的积聚规律提供依据。通过对5个典型工作面采空区CO进行观测、理论分析，得到了采空区CO、O2及采空区深度的相互影响规律。通过对回风隅角CO与配风量、推进速度和回采率等因素的灰色关联分析，得出各因素对CO浓度影响的关联度。建立了采空区CO产生和积聚的控制方程，利用FLUENT软件，模拟得出了正常生产条件下CO在采空区积聚规律。建立了工作面回风隅角CO浓度安全临界指标的计算模型，并针对灵武矿区大采高、综放面及综采面3类典型工作面的实际开采条件，计算出了工作面回风隅角CO浓度的安全指标，为工作面自然发火的早期预报提供了依据，有效指导了工作面的安全生产。根据灵武矿区主要开采煤层生成CO的生成及积聚规律，结合工作面开采条件，提出了适应于灵武矿区开采煤层CO超限控制方法，并在工作面回收撤面期间采空区CO超限事故控制中进行了成功应用，保证了工作面的安全顺利启封。