我国矿产资源丰富,开采量大,采空区内遗煤严重,衍生而来的煤炭复燃现象也日益凸显,也就导致了二次氧化现象的出现。煤的二次氧化是指原始煤样发生氧化升温,温度超过临界温度后,降温恢复到常温,再次发生氧化升温的过程。本文以近距离煤层开采煤矿高庄煤矿煤样作为研究对象,采用理论分析与实验室实验的方法,研究了供风量及预氧化程度对煤二次氧化特性的影响,并进行了指标气体的优化。实验结果对煤二次氧化的机理建立、自然发火的预测预报和防治技术的研究提供了依据,主要工作如下:1)理论研究了近距离煤层下行开采的特征,判识了高庄煤矿采空区二次氧化的重要影响因素,进行了预氧化温度、通风量双变量的煤自燃低温程序升温实验,同时确定了采用耗氧速率、气体生成速率及放热强度等动力学特征参数对煤二次氧化过程进行表征。2)煤样初次氧化和二次氧化的煤温、气体浓度和生成速率、放热强度等特征参数均呈指数增长,氧化过程可分为三个阶段:第一阶段(30℃-临界温度)曲线增长缓慢;第二阶段(临界温度-干裂温度)曲线增长较快;第三阶段(大于干裂温度)曲线增长迅速。3)煤预氧化对氧化初期煤的自燃参数有正向影响,对氧化后期煤的自燃特性有抑制作用;在90℃预氧化和煤样一次氧化情况下,通风流量对自燃参数的影响呈正相关,通风流量对140℃预氧化煤样自燃特性参数的影响呈负相关。4)二次氧化显著降低了煤的特征温度。当通风流量为50mL/min时,临界温度由83℃(煤样1-Y)降至68℃(煤样1-L)、69℃(煤样1-G),干裂温度由142℃(煤样1-Y)降至134℃(煤样1-L)、136℃(煤样1-G);当通风流量为70 mL/min时,临界温度由82℃(煤样2-Y)降至70℃(煤样2-L)、70℃(煤样2-G),干裂温度由147℃(煤样2-Y)降至136℃(煤样2-L)、134℃(煤样2-G)。煤的二次氧化发生自燃的危险性更高。5)建立了以CO、C2H4、第三火灾系数R3以及C2H2为主的煤自燃预测预报体系,明确了不同煤样氧化自燃过程中指标气体与对温度点的对应关系。6)考虑现场检测中C2H4、CH4、C2H6数值可能存在误差,C2H6/CH4、C2H4/CH4生成时煤温分别已经超过临界温度、干裂温度,对预测采空区内煤氧化进程有一定的指导意义,将C2H6/CH4、C2H4/CH4作为预测煤炭自燃的辅助指标。