我国是产煤大国,一直以来深受煤炭自燃的严重威胁。我国煤矿火灾事故中,煤矿井下煤炭自燃火灾占绝大部分。煤矿采区发生火灾紧急情况后,往往采取水封密闭采区,等火情稳定或消除后再重新启封采区。此时采区的煤被水浸泡形成了水化煤,而在采区启封疏放水过程中,水化煤脱水就相当于水化煤的饱和-风干过程,在这个过程中的孔隙结构变化规律以及其自燃特性方面的研究相对缺乏,因此,研究水化煤饱和-风干过程中不同风干时间的自燃特性,对煤矿采区水封区域启封和透水区域的疏水以及采区防灭火技术等方面具有借鉴和指导意义。本文以马营煤矿的煤层地质特征与生产实际情况为背景,综合采用文献查询、实验测试、理论分析、数值计算相结合的研究方法。首先通过含水率测试、孔隙比表面积与真密度测试实验,对水化煤饱和-风干过程的含水率及孔隙率变化规律进行实验测试,得出原煤含水率以及水化煤不同风干时间的含水率及以风干过程中孔隙的变化规律,提出了水化煤在饱和-风干过程中会产生次生孔隙率。然后,通过色谱吸氧实验和程序升温实验,对不同粒径不同风干时间的水化煤样和相应粒径的原煤进行自燃特性实验,得出不同粒径不同风干时间的水化煤样在不同温度时的吸氧量变化规律以及CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8等标志性气体的析出规律。最后,通过TG-DSC实验,对不同粒径不同风干时间的水化煤样进行热重分析,得出不同粒径不同含水率的水化煤样对应的5个特征温度值T1-T5分别为吸附温度、失水温度、吸氧温度、着火温度、燃尽温度,对应的自燃阶段可分为吸附增重阶段（T0-T1）、失水失重阶段（T1-T2）、吸氧增重阶段（T2-T3）、氧化分解阶段（T3-T4）、氧化燃烧阶段（T4-T5）5个阶段。通过计算不同粒径不同风干时间水化煤样在不同反应阶段的活化能,得出水化煤饱和-风干过程对活化能的影响规律;建立基于活化能的水化煤饱和-风干过程自然发火时间计算模型,得出不同含水率不同粒径的水化煤样自然发火时间。根据自由与多孔介质流体流动、多孔介质传递扩散、多孔介质传热等理论,对采场流场、采空区气体浓度场、采空区温度场进行理论分析与数学推导,结合采空区热力学参数,建立采空区流场、浓度场、温度场及湿度场等多场耦合的饱和-风干过程中水化煤自燃的数值模拟模型,参考马营矿9104工作面煤样实验测试的物理参数,并将采空区水化煤含水率范围进行适当扩展,模型遗煤含水率分别为10、12、13、14、15、16、18%,运用数值模拟的方法对采空区水化煤饱和-风干过程的自燃规律进行研究,得出了采空区水化煤饱和-风干过程中不同风干时间对应不同含水率的采空区最大耗氧速率、CO产生速率、CO平均浓度、采空区最高温度、升温速率以及采空区自然发火时间的变化规律,并提出了马营矿9104工作面采空区的防火临界水分为14%。该防火临界水分值不具备普遍适用性,只适用马营矿9104工作面采空区,但该研究方法及模拟模型具有广泛的适用性。通过对马营矿9104工作面的煤层特征、水文地质条件及生产实际情况进行综合分析,对9104工作面回风巷掘进时布置钻孔放水,并对其采空区“三带”进行束管监测。得出涌水后采空区氧化带宽度一般为涌水前1.4～2.9倍,平均为2.45倍,最大氧化带宽度变为原来的2.9倍。这表明疏水风干过程中由于收缩应力的作用,使煤体产生了次生孔隙,使煤体破碎扩大和贯通漏风通道,漏风严重且颗粒变小比表面积增加,从而增强吸氧能力等,提高了煤体的自燃危险性,因此,采空区过水一定时间后,采空区水化煤更易自燃,必须加强对水化煤的防火管理工作。