褐煤占全国煤炭总储量的12.8%,随着优质煤炭资源的消耗,对储量较为丰富的褐煤的开发和利用尤为重要。受到活性基团和孔隙结构的影响,褐煤具有较高的自燃倾向性。以褐煤作为研究对象,探究在褐煤低温氧化的过程中褐煤孔隙中的O₂、H₂O分吸附和扩散机制,为煤自燃的防治提供理论依据。使用分子模拟和蒙特卡罗方法,利用煤的物化性质、直孔模型以及褐煤的基本单元结构,以碳纳米管以及石墨烯为基础,构建了不同孔径的褐煤的基础孔隙结构。基于构建的褐煤孔隙的基本结构单元,探究O₂、H₂O在褐煤不同孔径孔隙中的扩散、吸附规律,探究孔隙的孔径对于扩散吸附的影响,以及H₂O-O₂之间的相互作用。利用分子动力学模拟,探究了298.15K-333.15K下褐煤不同孔径的孔隙（2.5nm、5.5 nm、10 nm）中的O₂与H₂O的扩散过程,研究气体的扩散受孔径、湿度等因素的影响,得出:气体的扩散速率与温度以及孔径呈正相关;孔隙中-COOH会与H₂O形成氢键,配位数为24.03,影响孔隙中的H₂O分子的扩散;H₂O分子通过影响O₂分子间的配位数以及与O₂配位协同扩散的方式,能够促进O₂的扩散,在298.15K温度时,O₂的扩散速率受到H₂O的影响,与相对湿度的关系为65%>100%>85%>干空气。利用蒙特卡罗模拟方法,探究在298.15-333.15 K温度区间中,褐煤不同孔径的孔隙（2.5 nm、5.5 nm、10 nm）对O₂、H₂O吸附的影响。H₂O-O₂的吸附量与温度呈负相关;O₂的吸附量与孔隙孔径呈负相关,2.5 nm的褐煤孔隙模型中的官能团的空间位阻导致了O₂的吸附量较小,H₂O的吸附量由于氢键的影响形成多层吸附,与孔隙的孔径呈正相关;H₂O-O₂共同吸附的过程中,H₂O分子会在竞争吸附中,优先占据O₂的吸附位点影响O₂的吸附进而影响褐煤的低温氧化进程。利用蒙特卡罗模拟方法研究了不同孔径的孔隙中的扩散吸附作用的相互影响。分析了官能团吸附气体对于扩散过程的影响;定性分析了实际褐煤孔隙中的吸附量,得出实际褐煤孔隙中的吸附,由于受到气体分压的影响,与孔径呈正相关。本论文有图34幅,表10个,参考文献84篇。