本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,针对新疆准南煤田火区高温贫氧氧化燃烧特性,选取艾维尔沟1930煤矿、硫磺沟煤矿、艾维尔沟2130煤矿煤样为研究对象。建立高温贫氧氧化实验条件,研究不同氧气浓度对煤样氧化过程特征参数的影响规律,能够为不同氧气浓度下煤层自然发火预测与治理煤田火区提供理论指导,对完善煤火灾害与贫氧演化过程机理研究提供依据。首先,采用工业分析仪、元素分析仪、物理化学吸附仪、激光导热分析仪、X射线衍射仪等实验设备,研究新疆准南煤田火区煤样的煤质工业成分、元素含量、比表面积、孔径分布、导热特性以及微晶结构参数等煤质基本参数,为之后的分析提供基础。随后,通过热重实验研究煤样在不同氧,气浓度下从30-950℃氧化热解过程,分析其TG、DTG、DSC曲线变化趋势,将煤样热解过程划分为3个阶段(干燥脱气阶段、活泼热分解阶段、热缩聚阶段);氧化过程划分为5个阶段(水分蒸发及气体脱附失重阶段、吸氧增重阶段、受热分解失重阶段、燃烧阶段和燃尽阶段)、确定出6个特征温度点(高位吸附温度T1、吸氧增重起始温度T2、吸氧增重极大值温度乃、着火点温度T4、最大失重速率温度T5、燃尽温度T6)。总结得出:随着氧浓度减小,煤样氧化的特征温度点呈现增大的趋势,煤样最大放热温度点逐渐升高,最大放热功率逐渐减小,整个煤样反应过程的总放热量减少,煤氧反应表现出滞后性,氧浓度为3%时滞后效果明显。其次,采用红外光谱技术对高温贫氧处理后的煤样进行官能团测试,得出煤中主要官能团的变化规律:煤样脂肪烃、芳香烃、含氧官能团含量在T2温度点下含量最大,随着处理温度升高,其含量下降;反应中氧浓度增大,羟基含量减小,脂肪烃、含氧官能团含量增加。因此,脂肪烃与含氧官能团可作为表征煤氧反应程度的代表性官能团。最后,通过对不同氧浓度处理后的煤样进行元素分析发现,随着氧浓度增大,煤样O/C元素比增大,与煤样含氧官能团成正比,同时得出O/C元素比是反映煤样含氧官能团含量的重要参数。