近年来，许多国内外学者从不同角度对煤自燃机理进行研究，大多都是在实验的基础上对煤自燃的宏观规律和现象进行研究，对煤自燃微观反应机理的研究较少。随着量子化学计算方法和计算机技术的发展，量子化学理论计算越来越多的应用于实验学科，成为其必备的研究工具。 本课题应用量子化学计算方法对煤局部结构芳香环的氧化反应机理进行研究，探讨了煤自燃中后期高温反应阶段的微观反应机理。计算采用密度泛函方法DFT-B3LYP，基组选取6-31G。通过计算，首次得到煤局部结构芳香环氧化反应过程的六条反应通道，其中五条为芳香环氧化生成环戊二烯酮的反应通道，一条为环戊二烯酮与氢自由基反应芳香环打开的反应通道。计算得到了芳香环氧化反应过程中各反应反应物和产物的优化构型及其构型参数(键长、键角、二面角)，用TS方法找到各反应的过渡态，并经内禀反应坐标(IRC)从过渡态出发确认了反应通道。通过对计算所得数据的分析得到各反应的热力学数据和反应活化能值，并对其进行相应的热力学和动力学分析，得到煤局部结构芳香环氧化反应过程中各反应的反应机理。另外，通过对芳香环氧化生成环戊二烯酮五条反应通道决速步活化能的对比，从理论上得到了芳香环氧化反应最容易进行的反应通道，验证了芳香环氧化经由苯氧基生成环戊二烯酮的反应比经由苯酚容易的实验结论。