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采空区自然发火直接威胁矿井的安全生产，制约综采放顶煤技术的发展，已成为实现综放面高产高效和安全生产的主要障碍之一。实现煤炭自燃特性的准确认知是避免采空区自然发火的必要条件。煤炭自燃特性如临界温度、最短自然发火期及指标气体优选对自燃预测具有良好的指导意义。但以上指标的分析往往依赖于技术人员经验，主观性较强。本文基于程序升温实验，对指标气体变化规律进行研究，综合分段拟合、回归分析、关联度分析等方法，以期实现较为客观的煤样临界温度分析计算，最短发火期预测及较高温度段指标气体优选。本文通过对指标气体变化规律的分析，建立了基于耗氧速率和CO气体浓度变化的氧化动力学参数计算模型，通过分段拟合计算了不同温度阶段表观活化能，分析得到了不同变质程度煤样的临界温度变化规律；汇总了20个不同煤质煤样活化能、水分、硫分、灰分等实验数据，并采用SPSS软件建立了实验最短发火期的线性回归预测模型；进行了较高温度阶段（100~200℃）指标气体及相关比值与温度的灰色B型关联度分析，优选了煤样自燃预报气体。应用上述方法对和顺一缘煤矿15#煤层煤样自燃特性进行分析，并采用Fluent软件对1523综放面采空区指标气体CO浓度积聚规律的进行了探讨。结果表明，煤样氧化升温临界温度在95~105℃范围内，采空区指标气体CO临界阶段预报范围为0.51-1.94ppm/℃，实验最短发火期为121天，较高温度阶段优选预报气体为C2H6气体，所得工作面回风隅角CO的积聚浓度最大为88ppm，采空区最高浓度为772ppm，是CO气体监控及煤自燃火灾防治的重点。本研究结论实现了对氧化升温阶段煤自燃特性的数据化判断，对指导采空区遗煤自燃的现场预报工作具有积极意义。