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本论文主要讨论低中等变质程度的煤炭自然氧化不同时间,考察煤质特征变化的原因和分子结构变化的规律,通过煤质特征分析实验,讨论了实验煤样的水分、发热量、挥发分、粘结性的变化情况。采用热重及差示扫描量热分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)等手段分别对实验煤样和氧化煤样的动力学参数、分子结构、焦渣特性以及显微组分结构进行表征,验证了煤低温氧化煤质特征变化的原因和分子结构变化的规律,说明煤炭低温氧化煤质特征变化的机理。实验研究表明：不同煤样经低温自然氧化不同时间,主要使褐煤和长焰煤的水分降低；而对中等变质程度以上的烟煤,水分受低温氧化的影响较小。(1)随着煤样变质程度的升高,发热量变化的趋势是：褐煤>长焰煤>不粘煤和弱粘煤>气煤和1/3焦煤。褐煤Qgr,d热损失为8.4%,长焰煤热损失率为5.29%,不粘煤和弱粘煤发热量下降的趋势基本相同,热损失率分别为3.5%和3.6%,气煤和1/3焦煤的热损失率分别为2.5%和2.0%。(2)低温氧化使煤样的挥发分和粘结性都呈现下降的趋势,对于褐煤和长焰煤挥发分受氧化的影响明显降低,下降的趋势是褐煤>长焰煤>不粘煤和弱粘煤>气煤和1/3焦煤,随着变质程度的增高,氧化对挥发分的影响逐渐减小,同时其焦渣特征值下降。粘结性变化的趋势是1/3焦煤>气煤>弱粘煤,煤的结焦性变差。实验表征结果：(1)通过热分析DSC-TG,根据求解的热解动力学机理函数,求出了实验煤样低温氧化后活化能的变化值(ΔE),分别为：褐煤39.07kJ/mol;长焰煤31.59kJ/mol;不粘煤22.84KJ/mol;弱粘煤19.96kJ/mol;气煤15.87kJ/mol;1/3焦煤12.51kJ/mol;说明随着变质程度的增加,煤样的活化能变化值减少,氧化的程度降低,氧化放出的热值减少,煤样发热量的变化值就减小。(2)傅里叶变化红外表明,褐煤和长焰煤以及不粘煤、弱粘煤氧化易使醇、酚羟基等活性基团易生成羧基,且矿物质含量较少。气煤和1/3焦煤,芳环化程度较高,氧化易使醇、酚羟基等活性基团易生成酯和羰基。(3)通过扫描电子显微镜分析,经低温氧化60day,1/3焦煤焦渣特征值从7降到5,气煤特征值从6变化到4,粘结性性煤的焦渣表面空隙结构变小,空隙表面变得密集。(4)通过ATR-FTIR红外光谱分析,烟煤的粘结性和结焦性变化的原因主要是氧化影响显微组分中镜质组和壳质组的结构,镜质组和壳质组中环烷烃或脂肪烃的-CH3和CH2以及醇、醚键的比例较大,是受氧化的主要组分,惰质组组分的结构芳环化程度最高,是最稳定的组分。氧化使环烷烃或脂肪烃以及环氧键断裂生成醇、醚键、羰基和CH4等有机小分子结构,使镜质组和壳质组的含量减少,造成分子中脂肪烃和环烷烃的比例下降,增加了芳环的稳定结构,导致煤样受热分解过程不易形成氢的再分配和脱落的小分子侧链官能团减少,致使小分子胶质体液相的来源减少,粘结性和结焦性变差,挥发分降低。