高瓦斯矿井在进行瓦斯抽采时,导致采空区漏风量增加,遗煤自然发火危险性增大。石港矿15212综放工作面开采15号煤层时,位于顶板4-5m的不可采14号煤层垮落,覆盖在采空区15号煤层遗煤上部,形成双层遗煤,自燃危险性增加;且14号煤层自然发火期短,顶板坚硬,不易冒落,导致采空区漏风严重,防灭火难度大。为解决石港矿15212综放工作面采空区双层遗煤自然发火问题,本文釆用理论分析、实验研究、现场测试和数值模拟相结合的方法,进行石港矿14号煤和15号煤自燃程序升温实验,研究煤低温氧化过程中指标气体生成规律、自燃特性参数、表观活化能,确定煤自燃临界氧浓度;通过现场测试、数值模拟,研究采空区自燃“三带”分布,并研究瓦斯抽采条件下注N2参数对采空区遗煤自燃危险带的影响。通过煤低温氧化特征实验研究,得出温度不变时,煤自燃过程中气体释放量、CO和CO2气体产生速率、耗氧速率及放热强度随氧浓度降低而减小,表观活化能和自燃临界温度则随氧浓度降低而提高。氧浓度不变时,煤自燃气体释放量、气体产生速率（CO和CO2）、耗氧速率及放热强度随温度变化均呈现指数关系变化。14号和15号煤层煤自然发火标志气体为CO、C2H4和C2H2。以表观活化能为指标表征煤的自燃倾向性,15号煤的表观活化能大于14号煤,说明14号煤的自燃倾向性大于15号煤,研究自燃临界温度及表观活化能随氧浓度变化特性,确定14号煤和15号煤的自燃临界氧浓度分别为5.0%和7.2%。根据现场测试结果得出15212工作面采空区15号煤进风侧与回风侧氧化带范围分别为53m～131.5m和31m～62m,宽度分别为78.5m和31m。数值模拟得出:15212工作面采空区14号煤自燃危险性大于15号煤,采空区14号煤和15号煤氧化带最大宽度分别为96.6m和79.7m,氧化带面积分别为7886.8m~2和6295.1m~2,最高温度分别为315.81K和312.64K。工作面最小推进度为4.02m/d。通过采空区注N2数值模拟研究,得出采空区注N2后可大幅度减小采空区14号煤和15号煤氧化带宽度及面积、降低最高温度、缩小高温区域面积。最合适的注N2位置为采空区进风侧距工作面30m,注入范围可为20～40m,合理的注N2流量为2000m~3/h～2500m~3/h,注N2温度越低,惰化降温效果越好;注入低温N2对采空区进风侧遗煤自燃的防治效果较好,对采空区回风侧遗煤降温效果不明显。研究成果为石港矿现场防灭火工作提供理论依据与方法借鉴,对石港矿采空区自燃灾害治理和确保安全生产具有重要意义。该论文有图68幅,表30个,参考文献99篇。