热量的产生和积聚是导致煤炭发生自燃最直接的原因,热量会随着煤与氧发生物理和化学反应而释放出来,因此为了解侏罗纪煤自燃过程的热效应,本论文针对侏罗纪煤自燃过程微观和宏观变化进行了研究。本论文首先分析了侏罗纪煤自燃过程中的孔隙结构、官能团和自由基的变化规律,其次研究了侏罗纪煤自燃过程中吸附和氧化宏观过程规律。本研究能够对侏罗纪煤自燃灾害发生过程有更加明确的认识,研究成果对于煤炭自燃灾害的预防和处理具有重要的科学理论和指导意义。首先,为研究侏罗纪煤的微观特征和微观结构随温度的变化情况,对侏罗纪煤的微观结构参数进行测试,如:孔隙、官能团和自由基等。研究表明:三种侏罗纪煤煤样的中孔占比为83-87%,在30-50℃的温度段,随着温度的升高,煤样中孔占比先减小后增大。随着反应温度的升高,芳香烃的变化并不大,甲基与亚甲基在初期有略微的增加,之后开始减小,羧基呈现出先平稳后增加的趋势,而羟基则呈现出先快速减小后缓慢减小的趋势。侏罗纪煤样的g因子在整个升温过程中呈现出下降的趋势,而在初期阶段呈现出先增大后减的规律,并在40-45℃左右达到最大值,自由基浓度在整个过程中逐渐上升,同时在低温阶段40-45℃左右也出现了突变点,线宽随温度的增加呈现出先增加后减少的趋势。其次,采用高压吸附仪和微量热仪联用装置,研究了侏罗纪煤低温吸附过程的吸附量和吸附热的变化规律,发现吸附量的变化规律与煤样中孔占比的变化规律基本一致,表明中孔有利于煤对空气的吸附。整个30-50 ℃的温度范围值内,吸附量最大区域值的变化规律为先降低后升高,再降低的趋势,热流值先是变为负值,之后迅速上升,达到峰值后相对缓慢下降,直到到达恒定值,侏罗纪煤自燃低温阶段发生的吸附反应规律与官能团和自由基的变化规律相关联。通过四种吸附动力学方法对侏罗纪煤空气吸附过程进行研究和探讨,不同动力学方法对侏罗纪煤吸附过程有着不同的描述,得到的预测吸附量和吸附率都存在着差异。最后,采用微量热仪研究了研究侏罗纪煤自燃氧化过程的热效应。侏罗纪煤低温氧化过程热流呈现先降低后增加的趋势,在这一过程中官能团和自由基的变化对侏罗纪煤氧化过程的热效应起到重要的作用,整个氧化过程分为了吸热阶段、缓慢放热阶段、加速放热阶段和快速放热阶段。随着升温速率的升高,特征温度点有着向后推移的趋势,放热量呈现减小的趋势,并且发现升温速率越低,活化能值越小。