低温条件下,煤氧结合发生复杂的复合作用,所产生的热量将促使煤体温度升高,甚至引发煤体自燃。为研究本阶段煤氧化升温规律,在程序控制条件下,对煤样进行线性升温实验。实验工况包括三方面:不同气体、不同粒径、不同煤量。不同气体分为氧气、空气、氮气、不通气体,不同粒径取0.5-1mm、2-5mm、6-10mm,煤量为500g、1000g。每种工况下对同一煤样进行多次线性升温,研究原始煤样和氧化后煤样升温的差异。实验得到各条件下煤体温度随时间的变化曲线。由于温度图上各曲线相差很小,较难直观看出其内在规律。本文将温度随时间的变化采用温差的方法进行分析,在温差图上可清晰地看出各曲线的变化规律。研究表明:1)同时进行通入氧气(或空气)与不通气体的对比升温,更有利于分析计算煤的氧化放热量;2)粒径过大或过小均不利于煤体氧化升温,都在一定程度上阻碍了煤体低温氧化的热效应,热释放量相应减小;3)煤量多少对低温氧化热量释放与积聚影响不大,对升温情况影响较小。对煤样的多次反复升温研究发现:1)存在氧化放热时温差曲线明显高于无放热时温差曲线,且热释放速率越大温差曲线数值越大;2)氧化放热速率随温度升高总体呈增大趋势;3)被氧化升温次数越多,煤的氧化放热速率越小,温差曲线数值也越小。相同控制升温条件下,煤样温差曲线数值大小可有效地反映煤样处于此环境下氧化放热性的强弱。利用热力学及能量守恒等相关定律,推导出煤控制升温过程热释放速率计算模型与煤样自然发火期计算模型。该发火期计算模型根据实验数据计算煤在各温度下的放热率,并考虑相应条件下的散热情况,具有良好的借鉴和推广意义。针对石港矿14#、15#煤层煤样控制升温实验数据,计算其控制升温过程热释放速率与自然发火期,使用热重数据计算其活化能。