煤炭是我国重要的基础能源,煤炭自燃事故严重威胁着煤炭的生产、运输和存储安全。尤其是低阶煤,具有自热倾向性高,燃点低等特性。因此,研究低阶煤自燃问题显得尤为重要。本文采用实验结合模拟的研究方法,对白音华褐煤、大同不粘煤和大同气肥煤三种低阶煤进行了实验。通过搭建大型煤自然发火实验台,模拟了大体积破碎褐煤的自然发火过程。研究不同粒度、体积和含水量对实验的影响。运用Fluent软件对煤的温度场、风流流场、氧气浓度场进行模拟,进一步探索了煤自燃特征参数对煤自然发火规律的表征作用。运用静态恒温实验,将三种不同煤样置于三种不同尺寸(边长为50mm,100mm,150mm)立方体网筐内。通过实验和弗兰克-卡门涅茨基模型求得煤样的临界自燃温度和活化能。运用活化能的大小判断煤的自燃倾向性。实验结果发现,体积越大,临界自燃温度越小;褐煤的活化能小,易自燃:煤中水分减少,煤的活化能降低,煤更容易自燃。模拟结果表明煤体升温过程中的温度场、空气渗流场和氧气浓度场是随着时间变化并且相互影响的。通过实验和数值模拟对煤自燃过程的特性进行研究,能够搞清煤自燃的发生、发展过程及各种因素对煤自燃的影响,从而为实际条件下预测和控制煤自燃提供理论依据。