煤田自热自燃现象一直是困扰世界主要产煤国家重大灾害问题。若将煤自燃产生的有害废热加以回收利用,不仅可以解决长期困扰矿区的煤自燃问题,同时也能将煤田热能进行再利用。热管移热降温是一种利用相变潜热来快速转移热量的过程。当热管插入煤堆时,通过煤堆内部氧化高温与外界环境温度差作为热管蒸发端起动热源,以使热管充分发挥相变连续移热特性,以实现煤堆降温的目的,同时在热电转换技术的作用下,将热管提取煤中的热量加以回收利用。本文通过搭建煤火热能提取与热电转化系统实验台,对煤-热管-温差发电系统三者之间的传热机理进行分析,为实验验证热电转换装置运行的可行性提供理论基础,并分别对不同因素如何影响发电系统的移热效果和热电转换性能进行分析讨论。通过研究发现热管当充液率为30%时,热管管内工质两相换热达到最佳状态,热管导热热阻最小,相应温差发电片的开路电压与短路电流达到最大值。热管布置间距为15cm时能够充分发挥热管对煤堆的移热性能,将煤堆平均温度降至最低,也将更多热能传递至温差发电模块,从而展现更出色的热电转换效能。模拟煤自燃的热源温度对温差发电系统热电转化影响较大。热源温度越高,使得温差发电模块冷热两端的温差加大,发电模块的输出功率也随之升高,发电模块的开路电压和短路电流随模块冷热端温差的增长而增加。同温度梯度下,开路电压越高对应的短路电流也越高。对系统发电模块进行最优化试验与分析,发现增加发电模块的数目可在一定程度下提高系统发电性能。但这种提高系统发电性能的方法并不是可持续的,串联热电片数目与热电转换性能存在动态平衡关系。本次搭建的实验系统安装最佳串联发电片数目为6片。系统中存在最佳匹配电阻17.3Ω,可使电阻两端的负载功率达到最大值。温差发电片的无量纲电优值与模块冷热端温差呈线性递增关系。为使整个温差发电系统可发挥最佳的热电转换性能,最好扩大冷热端模块的温度梯度。本文的“以用代治”的研究方法为治理煤田火区热害问题提供了新思路。