本文采用理论分析与实验研究相结合的方法,针对淮南矿区 13-1号煤层煤样的低温氧化过程,研究不同区域同层煤之间宏观表征与微观特性的异同性以及介观放热特性。揭示不同区域同层煤自燃特性的差异。对区域性煤层自然发火预测以及防治技术的研究具有重要的意义。首先采用工业分析仪、元素分析仪、物理化学吸附仪、激光导热分析系统等,系统研究了同层煤样的煤质、吸附特性、比表面积、孔径分布、孔径粗糙度及导热特性等物理特征。然后通过程序升温实验研究了同层煤低温氧化过程的宏观自燃特性,得到了同层煤的耗氧特性、气体释放规律及自燃特征参数变化规律。其次,采用C80微量量热仪实验研究了同层煤在低温氧化过程的放热特性,得到热流变化规律。通过曲线拟合,求得同层煤热流与煤温的定量关系服从同一指数方程组;发现同层煤样的初始放热温度相近;掌握了放热量随温度的变化规律;进一步对比分析了同层煤在低温氧化不同阶段内的放热量。采用动力学方法,对同层煤低温氧化过程中三个不同阶段的表观活化能进行计算分析;发现同层煤活化能变化规律相似;整体上在临界温度-干裂温度阶段的活化能较其他温度阶段较低。最后,通过对XRD微晶结构参数和原位漫反射傅里叶红外光谱分析了同层煤低温氧化过程中微观结构特征及其变化规律;确定了同层煤表面分子结构中官能团种类及数量;掌握了不同区域同层煤在低温氧化过程中主要活性基团及其变化迁移规律。从而建立同层煤低温氧化多尺度特征指标体系。