我国丰富的矿产资源在国民经济的高速发展中发挥了不可或缺的能源补给作用,因此实现安全、高效开采是国家能源持续有效供应的重要保障。据统计,每年有上亿吨煤炭因其氧化自燃而流失,同时给人类的生命财产安全、生态环境的污染破坏等造成巨大影响。因此研究岚县昌恒矿9102工作面煤自燃特性、确定矿井采空区氧化自燃带分布区域对制定综合防灭火技术具有重要指导意义。首先,以昌恒矿9102综采工作面为研究对象,深入分析矿井火灾束管监测系统的应用现状,揭示目前束管采集系统在实践应用中存在的困境,主要包括采集束管及采样器随煤壁掉落而被采空区煤岩体破坏、容易发生积水、积尘以及浆液堵塞气体采样器进气孔等问题。通过查阅文献与实况调研相结合,重点优化气体采集装置的工艺原理,提出一种既能保护采空区采集束管路不被破坏、又能保证气体采集顺利进行的装置——气体采集保护套,该装置的重要意义在于将束管采集管路进行双重保护,其中保护套顶端的铁网与滤气孔最大程度地保证了气体采集的顺畅性,从而为准确采集并分析采空区指定位置的气体组分、判定自燃“三带”鉴定基础。其次,在9102工作面回采过程中定期进行井下现场试验、实验室实验测定气体的过程中,记录并分析气体组分随工作面推进距离的变化规律,初步得出采空区自燃“三带”分布区域。接着以该矿9102工作面及采空区与进、回风巷道作为模型蓝本,运用Gambit、Fluent以及Tec-plot等软件,经过创建模型、划分网格、确定边界条件、求解器求解、后处理等一系列数值模拟机算过程,绘制该工作面的气体浓度分布图,用以验证实测数据的合理性与实际条件的准确性,并结合现场试验与实验室实验得到判定结果,最终确定9102工作面采空区的自燃“三带”范围:距离工作面9m以内的区域是散热带、距离工作面9~71m的区域是氧化自燃带、距离工作面71m以上的区域是窒息带。根据测得的采空区内氧化自燃带最大宽度与煤层最短自然发火期,演算得到工作面的最小推进速度为45m/月,即每日推进速度应不低于1.5m方能保证采空区自燃隐患处于可控状态。最终提出以回采前通过输浆管路灌注黄泥浆为主、回采过程中在液压支架间喷洒阻化剂以及回采过后压注氮气为辅的综合防灭火技术措施。其中黄泥浆材料选择黄土、粉煤灰,浆液的水固比为4:1;阻化剂选用工业氯化钙、浓度为20%;注氮防灭火技术包括正常生产条件下采用间断性注氮、推进缓慢时改用连续性注氮。有效降低了采空区遗煤自然发火隐患,具有一定借鉴意义。该论文有图25幅,表11个,参考文献84篇。