煤自燃现象严重威胁着煤炭生产、储存及运输的安全,给煤炭产业带来极大的损失。煤自燃是复杂的动态过程,放热与散热失衡导致的蓄热环境会对其产生重要影响。为了达到预防煤自燃的目的,有必要从外部条件入手,明确各外界因素对堆积煤散热过程的作用。因此研究煤体内空隙风流流动情况及煤体本身的传热性能来揭示外部蓄热环境对煤自燃的影响十分必要。本文基于能量平衡方程,推导了松散煤体蓄热热平衡方程,由该方程可知影响松散煤体蓄热区域的主要因素有等效导热系数λ0、风速v以及空隙率n。根据上述参数v推导出理想球体均匀排列下的风流流动模型dP/dh=l/du02-k/d2u0,得出由煤粒径大小、压强以及有堆积高度导致的压力梯度变化是影响其风速的重要因素。结合上述理论展开相关实验研究,通过电子显微镜进行观测,发现不同煤种破碎后煤颗粒形态存在差异,从而影响松散煤体其空隙率。随后逐一进行空隙率测定实验,其规律为:松散煤体的堆积密度随变质程度的加深而增大;同一煤种的空隙率随着粒径的减小而增大。基于理想球体均匀排列下的风流运动数学模型,在参考相关文献的基础之上设计了风流模拟实验装置。选取四种煤样,考虑粒径、风流压力以及堆积高度等因素对煤体空隙内的风流规律进行实验测试,得出如下结论:煤质影响下的空隙结构对风流影响显著;粒径d对风流影响表现为:空隙较大时风流惯性力占主导,粒径d与风速v2成正比,随着粒径减小风速降低,粘性力逐渐占主导,d2与风速v成正比;风速变化与管径呈正相关,管径所造成的影响在于入口风压的大小,管径越大,压降明显;随煤样高度的增加,压力梯度下降,在高度为1cm、3cm分别出现拐点,风速呈指数下降。采用基于瞬态平面热源法的DRE-2C导热系数测试仪对不同煤种、粒径、湿度等条件下的热物性参数进行测试,研究了导热系数随外部因素的变化规律。随后引入人工热源并设计了实验装置,研究了热源强度(60℃、80℃、100℃)、粒径范围(2-4目、4-10目、10-18目)以及环境湿度(0%、50%、100%)影响下的松散煤体热源散热规律。实验结果表明:热源为60℃时1号与3号测点温度相差7℃,而100℃热源时相差11.5℃,随热源温度增加,松散煤体内各测点温度也随之增大,测点间的温度梯度也随热源强度的增大而增大;1号测点与2号测点温升速度差异较大,温升速度差值为0.17℃/min,而2号测点与3号测点温升速度差异小,差值为0.06℃/min,不同热源强度下煤体的温升速度均随热源距离的增加而衰减;松散煤体的热传导系数受空隙率n的影响较大,蓄热区域内距热源越近的位置,空隙率对温升影响越大,随着距离的增大,空隙率的影响逐渐减弱;随着粒径的增加,蓄热区内散热效果逐渐增强;考虑蓄热环境湿度问题,测试0%,50%,100%湿度对于蓄热区热传递的影响,在距热源不同位置处,距热源较近时,随着湿度影响的加强,热传递效应随之加强;距热源相对较远时,随着湿度影响的加强,热传递效应随之减弱。