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本文选取了淮南矿区潘三矿、顾北矿、张集矿的煤,采用实验分析方法,研究氧浓度对淮南煤自燃特性的影响,氧浓度设定分别为3%、7%、12%、15%、21%,主要研究内容如下:(1)采用热重实验设备,对淮南矿区三个煤矿的煤分别在在不同氧浓度条件下进行实验,根据实验所得结果分析TG曲线进行阶段性,确定在不同氧气浓度条件下淮南煤样氧化过程中的特征温度,分析在不同氧浓度下煤样的特征温度及变化规律以及氧浓度对热重曲线的影响。结果表明随着氧浓度越高,煤氧化反应速率越快,但氧浓度大小对特征温度的影响并不明显,说明氧气浓度对特征温度点存在一定影响,但影响效果不大。(2)通过对淮南煤在不同氧气浓度下氧化热效应分析,得出不同氧气浓度条件下实验煤样用量为10mg的条件下吸热量潘三煤在238～2364mJ范围内,顾北煤在485～1350mJ之间,张集煤在18～2279mJ之间;放热量范围分别为29357～59711mJ、34298～68539mJ、25075～64681mJ。可以看出煤样氧化过程中放热量远大于吸热量,可见煤氧复合反应是以放热为主的反应。淮南矿区煤样的氧化放热量总体与氧浓度大小呈正比例关系,放热量随氧浓度增大而增大,这是由于氧浓度越高,耗氧速率越大,煤氧化反应越强烈,导致放热强度增加,从而放热量也随之变大。(3)对淮南煤在不同氧气浓度条件下进行程序升温实验,分析实验数据得出氧浓度对耗氧速率、气体产生速率、放热强度的影响,结果表明在不同氧浓度条件下淮南矿区煤样CO浓度随温度升高时的变化曲线相似,整体趋势表现为,随着温度升高,温度越高,产生的CO浓度随之越大。并且在同一温度下,随着氧浓度的升高CO浓度表现出明显升高趋势,CO浓度从小到大的排列顺序依次为3%、7%、12%、15%、21%。实验表明:氧浓度越高则越有助于氧化发展,反之,氧浓度低则对氧化发展产生抑制作用。在温度超过60～80℃之后,淮南煤样的耗氧速率以及CO、CH4等气体的产生率迅速变大,因此可以推断淮南煤的临界温度在60℃到80℃之间。在不同氧浓度以及不同温度下CO浓度的变化趋势皆较为明显,适合作为标志气体来预测预报煤自燃发火。在一定温度下,氧浓度越大,煤样耗氧速率越大,且变化幅度随着温度的升高而变大。(4)通过不同氧浓度条件下的淮南煤氧化动力学参数分析,得出在氧化反应第一阶段,张集煤、潘三煤、顾北煤分别在氧气浓度在15%、21%、21%时最容易开始发生煤氧化合反应;在氧化反应第二阶段,随着氧浓度的增大淮南矿区煤样活化能整体呈现增大趋势,这可能是由于氧浓度增大,煤氧化反应需要更多的活性基团来参与氧化反应,从而需要更多得能量来活化基团,因此,煤样活性基团呈现增大趋势,活化能变大;在氧化反应第三阶段,反应剧烈,随着氧浓度增大,淮南矿区煤样活化能整体呈现下降趋势,在21%氧气浓度下,活化能达到最低,表明在干裂温度点以后,化学反应占据主导地位,氧浓度越大,煤氧化合反应所需最低能量越小,煤氧化合反应越容易进行,氧浓度越大,越有利于煤氧化合反应。