随着科技的不断发展,社会能源消耗程度持续增长,现有的开采煤炭资源无法满足社会进一步需求。同时,煤炭及原油存储量不断下降,为此人们做出了很大努力在搜寻潜在的煤炭及原油替代能源。油页岩(OS)是大量分布在全球各地类似于煤的丰富化石燃料,同时和一般能源存在一定区别,可以作为煤炭、石油等化石燃料的替代能源。油页岩内部的油母质,其主要元素为C、H、O元素,可直接与氧气发生氧化反应。煤与油页岩共采工作面采空区存在自然发火危险,在采空区内缓慢氧化升温释放易燃气体,自然发火等问题严重制约着矿井的安全高效生产。针对梁家煤矿1 105工作面煤与油页岩共采采空区自然发火防治,由于采空区是煤与油页岩混合存在的,导致采空区“三带”划分不明确及后期放灭火措施不具有针对性;同时检测采空区自燃的标志性气体会发生变化,影响工作面对自燃的有效判断。煤、油页岩两种物质会在采空区不断升温的过程中发生相互耦合作用,从而本论文采用程序升温和热重分析两种实验,从混合比例、供风速率等角度对煤与油页岩工作面进行定量、定性的分析。首先,在一定条件下人们对单一物质比如:煤的热解、氧化机理掌握的相对全面,但对煤与油页岩两种物质共热的灾害性机理研究较少,热分解是一个特别复杂的过程,被认为是存在数百种复杂组分及其平行和/或连续反应。因此,本论文使用等速转换方法通过国际热分析评估表观活化能的可靠性和客观性。Starink和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)方法用于评估煤与油页岩在转化过程中的表观活化能,该方法具有良好的适应性和有效性。其次,在梁家矿1 105工作面进行煤与油页岩采样,采用程序升温和热重分析实验方式对不同比例样品进行热解分析。程序升温实验是对煤与油页岩不同配比、通风速率条件下,样品以0.2℃/min升温速率下从30-200℃,进而得到气体及温度的变化规律,从而确定采空区自然发火标志性气体;煤与油页岩共采工作面早期预报自然发火的3个预警级别,也可将其分别与采空区内最高温度达到40-80℃、80-140℃和140℃以上的状况相对应。构成以CO、C2H4为主要标志气体,以C2H4/C2H6 比值为辅助标志气体的早期预报标志气体指标体系。热重分析实验对煤与油页岩在不同比例条件下,分析样品从30-800℃的TG、DTG的数据变化规律,显示了煤与油页岩在不同比例和温度情况下的残留质量和质量变化比率的数值。煤与油页岩的共热是一个复杂的多级反应过程,在共燃过程中发生正相互作用,共燃特性和比反应性得到提高,因为煤中有机物的快速燃烧,颗粒温度提高并达到与油页岩共同热解。两组实验的结果使煤与油页岩共采采空区防灭火更有针对性和理论性。