在我国煤炭资源占据重要地位,对煤矿的开采技术也在不断提升,但煤矿安全问题并未得到很好的控制。其中因煤堆自燃而引发的火灾、爆炸等自然灾害,对人们的生命和财产造成了严重的危害。为此本课题对影响煤自燃的因素展开研究,基于煤氧复合作用学说,研究煤在物理吸附阶段对氧气吸附量的影响因素。本课题研究可能有助于理解煤氧吸附在物理阶段的机理,为降低煤炭自燃风险提供指导。本文主要进行了以下工作:（1）通过煤的低温液氮吸附实验,获取实验煤样的孔隙结构数据,以及在对液氮吸附和脱附过程的曲线图。根据FHH方程计算出煤样的分形特征,结果表明实验煤样在低压段和高压段均表现出明显的分形标度律。（2）对相同批次煤样进行工业分析,获得煤样的组分信息。通过煤炭物理吸附实验,获得不同温度下的氧吸附量。结合低温液氮吸附实验,表明煤炭的氧吸附量与分形维数是呈正相关的;通过组分分析,煤炭的变质程度与氧吸附量无明显关系;在低温条件下,升高温度,煤炭的氧吸附量呈下降趋势。（3）基于自相似分形模型建立了煤多孔介质中氧吸附的孔尺度模型。通过数值模拟结果表明,氧的吸附取决于煤炭的孔隙结构和温度。氧吸附随着孔隙率,分形维数和最小孔径与最大孔径之比的增加而增加。在氧气浓度低的空腔/孔附近可以看到边缘效应。遵循朗缪尔（Langmuir）吸附理论,发现了氧的吸附与温度的关系,并提出了一个新的氧吸附与孔隙率的公式。