本项目研制了集多温控方式与色谱分析一体化的煤自燃综合特性测试仪，实现了煤自燃过程的绝热氧化、交叉点温度、耗氧和气体产物等多种特性测试；针对煤的组成及结构的复杂性和多样性，构建了各种连接方式的官能团结构单元群；通过对各官能团结构单元中的活性部位进行初步定性分析以及对其键离解能、电荷分布和前线轨道进行定量总结分析，得到了各类官能团结构单元的电荷积聚和前线轨道组成，确定了其活性部位及前线轨道的反应特征；采用煤自燃综合特性测试仪、原位傅里叶变换红外光谱技术以及C80微量热仪，阐明了煤低温氧化产物的生成规律，测定了在程序升温及连续恒温流条件下煤中官能团的变化规律以及不同煤种氧化升温微放热特性及动力参数的变化，为煤自燃过程基元反应协作关系的推导和模型构建提供了实测数据的支撑；提出了煤自燃发展过程中的三类不同反应模式：煤中的官能团结构单元与氧气发生的反应、自由基与氧气作用及其自反应和煤中自由基与煤中官能团结构单元发生的反应，为揭示煤自燃及煤田火灾发展机理奠定了基础；研究了煤中各主要活性官能团的反应机理，并进行了量子化学的反应历程验证，总结提出了13个关键性的基元反应序列，建立了煤自燃基元反应模型；基于煤自燃基元反应模型，综合分析了煤自燃过程中呈现的宏观、微观特性以及煤自燃温升放热的转折温度，建立了煤氧化动力学理论；基于煤氧化动力学理论，提出了煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法，建立了煤自然发火期的氧化动力学时间度量模型。克服了前期煤自燃倾向性测定中存在的判定指标不科学、测试时间长、测试结果可重复性低、测试结果与煤矿现场实际发火情况存在偏差等不足，实现了自然发火期的科学、快速、便捷化测试。通过煤自燃综合特性测试仪的改进，研发了煤自燃倾向性的氧化动力学测试装置，实现了煤自燃倾向性和自然发火期的一体化测定；根据煤氧化动力学理论，研发了以抑制或阻断煤中主要活性基团的反应序列为阻化机理的高效绿色化学阻化技术，实现了煤自燃灾害的有效防治。通过研究，出版了《煤自燃氧化动力学理论及应用》专著，发表学术论文44 篇，其中SCI录用2篇，EI、ISTP 收录23篇；获国家技术发明二等奖1项；申请国家发明专利3项,其中授权1项，申请并授权实用新型专利1项；研制煤自燃倾向性氧化动力学测试装置一套。