煤堆自燃是一种在全球范围内普遍存在的复杂自然灾害,对经济发展和生态平衡有着严重的威胁。研究煤堆内的流动传热问题对预防煤火,保护能源安全具有重要的意义。煤堆自燃是一种典型的多孔介质流动传热问题,格子玻尔兹曼方法因其物理背景清晰、边界处理简单等优点被广泛应用于多孔介质的流动、传热和反应过程的数值模拟。本文采用多松弛时间的不可压格子玻尔兹曼模型,分别对封闭空间和开放空间中含煤粒多孔层内的反应问题进行了研究。主要研究工作如下:（1）针对规则排列的含煤粒封闭多孔层内的自然对流问题,研究了不同的Rayleigh数、粒径、排列方式和孔隙率对内部流动传热的影响,给出了不同条件下封闭多孔层内部的流场、温度场和流线图,并通过分析对应条件下的对流传热过程总结出了内部升温规律。（2）针对含煤粒多孔通道内流场、温度场和氧化反应的多场耦合问题,研究了不同来流速度、温度、浓度和粒径大小对通道内部流动传热传质过程产生的影响。探究了通道内部温升曲线的变化特征,并给出了不同条件下内部稳态时的流动传热分布云图。本文采用格子玻尔兹曼方法研究了煤堆自燃问题,对含煤粒封闭多孔层及多孔通道进行了微观分析,探究了内部流动传热规律,为预防煤堆自燃提供了理论依据。