煤体开采过程受采动影响,容易产生裂隙,同时地下水侵入煤体形成含水煤样;此外,采空区在经过放水处理后,会增加漏风量,导致煤自然发火的危险性大大增加;200℃以下低温阶段正是防治煤样在井下氧化燃烧的重要阶段。本文在重点研发计划(2018YFC0807900)、国家自然科学基金资助项目(51874007)资助下,针对煤矿井下煤样浸水的现象,利用程序升温实验、热重-量热实验、红外光谱实验等实验对不同含水率煤样在低温阶段的放热特性进行研究,同时结合热动力学与化学动力学等相关理论,从宏观与微观角度分析不同含水率煤样在低温阶段的放热特性。(1)利用程序升温实验,明确了不同含水率煤样的CO与CO2产生速率、耗氧速率、放热强度、临界温度、活化能。实验结果表明:待测温度段(40℃～200℃)内的CO与CO2产生速率、耗氧速率、放热强度均呈现指数型增长,不同含水率煤样在温度段内的耗氧速率与放热强度存在明显差异;煤样活化能随含水率的升高呈现先降低后升高的规律。(2)利用热重-量热实验,划分了煤氧复合反应的各反应阶段,分析了氮气气氛与氮氧混合气氛在低温阶段的热流速率,求解了低温阶段氮氧混合气氛的氧化动力学参数。实验结果表明:不同含水率煤样的氧化进程相似,可分为吸附阶段、失水减重、吸氧增重、蓄热阶段与燃烧阶段,但随着含水率的升高,煤样的吸附阶段逐渐消失,各阶段放热量随初始含水率的不同有明显变化;低温阶段煤样放热量随含水率的升高呈现先降低再升高随后大幅度降低的趋势;低温阶段煤样活化能随含水率的升高呈现先降低后升高的趋势。(3)利用红外光谱实验,从定性与半定量的角度对不同含水率的煤样在100℃～200℃的温度范围内恒温氧化的结果进行了分析,分辨了煤样主要官能团的种类,对比了不同含水率煤样相同基团随温度升高产生的变化趋势。实验结果表明:低放热量煤样(9%、23%、30%含水率)与高放热量煤样(2%、16%含水率)的官能团变化差异较大;在温度初期,低放热量煤样经过反应消耗的甲基类型有对称伸缩振动、非对称伸缩振动与剪切振动,碳碳双键、三键断裂产生的甲基类型主要有对称伸缩振动与非对称伸缩振动;高放热量煤样相比低放热量煤样在温度初期存在1720 cm-1处羧基与3617cm.1处羟基氢键反应生成羧酸根的反应;在100℃～150℃,高放热量的两组煤样官能团变化趋势类似,低放热量的三组煤样官能团变化趋势类似;在150℃-200℃,低含水率的三组煤样官能团变化趋势类似,高含水率的两组煤样官能团变化趋势无明显规律。图34表17参62