为探讨煤与玉米秸秆协同转化生物甲烷特征与机理以及清洁高效利用协同发酵后固体残渣与残液的可行性,论文采集伊敏、千秋、泉岭矿的煤样与玉米秸秆,先后进行了煤与玉米秸秆不同比例下的生物产气实验,优选各个煤阶煤与玉米秸秆协同转化生物甲烷的最优产气比;化学生物预处理玉米秸秆,观察处理后的玉米秸秆与煤样协同发酵产气特征;通过对发酵液的COD、pH、GC-MS和16S rRNA基因测序以及发酵前后玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的变化特征进行分析,探讨煤与玉米秸秆协同转化生物甲烷的内在机理;回收煤与玉米秸秆协同发酵后的固体残渣,进行燃烧实验,回收煤与玉米秸秆协同发酵后的残液,进行驯化再发酵实验,综合分析清洁高效利用发酵后固体残渣与残液的可行性。研究结果表明:（1）伊敏褐煤、千秋长焰煤、泉岭气煤与玉米秸秆协同转化生物甲烷的最优产气比分别为2:1、3:1、3:1。玉米秸秆可以明显促进煤生物产气,促进作用:千秋长焰煤>泉岭气煤>伊敏褐煤。（2）NaOH预处理、白腐菌预处理玉米秸秆对煤转化生物甲烷的促进效应大部分比未处理玉米秸秆低。（3）前6 d芳香环类和杂环类物质含量下降,易挥发性脂肪酸和甲基化合物等物质含量增加,6 d后微生物对低分子物质的消耗速率大于生成速率,并且产甲烷菌群对4-甲基苯酚的利用度不高。（4）Desulfovibrio细菌与Pseudomonas细菌的存在、基因功能表达的差异和产甲烷菌营养来源不同是造成三组发酵实验出现甲烷产量差异的主要原因。（5）煤样的加入可促进玉米秸秆纤维素、半纤维素与木质素的降解。（6）三种煤样与玉米秸秆协同发酵后的固体残渣发热量与生成的生物甲烷发热量之和比发酵前样品的发热量均有所提升,并且固体残渣燃烧可以大大减少温室气体与污染气体的排放量,结渣现象也有所下降。（7）残液驯化有助于煤与玉米秸秆协同产气。（8）伊敏褐煤、泉岭气煤与玉米秸秆随着残液多次驯化,玉米秸秆中半纤维素与木质素移除率较初次发酵玉米秸秆有所提升,而纤维素移除率不断降低,千秋长焰煤组玉米秸秆纤维素、半纤维素与木质素移除率先降低后上升。（9）伊敏褐煤与千秋长焰煤中碳元素含量随着产气量的增加而增加,氢元素随着产气量的增加而减少;泉岭气煤中碳元素和氢元素含量随着产气量的增加而减少。（10）三种煤样与玉米秸秆协同发酵后液体的矿化度、COD以及OD₆₀₀与原矿井水对比均大幅度的增加。。研究煤与玉米秸秆协同转化生物甲烷技术,为煤与玉米秸秆的清洁高效利用提供了新思路,对煤层气生物工程研究具有重要的理论指导与借鉴意义。