硫化矿石自燃是矿山生产中的典型灾害。在开采过程中,硫化矿石所受到的各种形式的机械力作用,会引发一系列复杂的物理化学反应。因此,有必要深入研究机械化学作用对硫化矿石自燃特性的影响及热动力学过程特征变化规律。本文以硫化矿石为研究对象,采用现代分析技术和TG-MS系统对在机械力作用下硫化矿石微观结构变化规律、硫化矿自燃的机械化学机理、热动力学等方面进行了系统研究。主要结论如下:（1）运用X-射线衍射仪和扫描电镜等现代分析技术分析了硫化矿石的主要矿物成分和化学组成,并测试了矿样在分别经历不同活化时间（30min、60min、90min、120min）、活化强度（200r/min、300r/min、350 r/min、400 r/min）、料球比（1:2、1:5、1:10、1:15）三种机械活化方式后其微观形貌、晶块尺寸、晶格畸变率等参数的变化规律。结果表明:本次试验矿样的主要成分是Fe S2,存在Si O2等杂质;机械活化使得矿样颗粒出现聚集效应,并导致晶块尺寸减小,晶格畸变率增大。（2）采用TG-MS系统分析了硫化矿石在机械活化前后的质谱特征和氧化自燃过程。根据热分析曲线变化,将矿样的自燃过程分为受热升温、氧化自燃、热分解和反应结束四个阶段。结合自燃过程中的气体产物推断出矿样在氧气气氛下的化学反应,反应的主要产物为Fe2O3,并有大量热量释放和SO2气体产生,中间产物含有Fe SO4等组分。（3）基于九种常见的机理函数,运用Melak法和Pearson相关系数相结合分析了硫化矿石在机械活化前后的氧化自燃反应机理函数。研究表明,总体而言机械活化并未改变矿样氧化自燃反应的最概然机理函数。其中矿样A的机理函数微分形式为2（1-α）[-ln（1-α）]1/2;矿样B为3/2[（1-α）-1/3-1]-1;矿样C和D均为（1-α）~2;矿样E由未活化时的3/2[（1-α）-1/3-1]-1转化为活化后的（1-α）~2;矿样F为1-α。（4）以转化率0.1为间隔,使用FR法计算矿样在机械活化前后的动力学参数。未活化时六种矿样的平均表观活化能分别为215.34、239.15、251.45、195.92、205.45、218.41 JK/mol;机械活化后,矿样的表观活化能分别减少26.27、29.9、22.16、32.73、27.01、35.3 k J/mol,均呈较为明显的下降趋势。且在矿样自燃过程中呈现出了动力学补偿效应,并使用过渡态理论解释了该效应。