神华东胜精煤公司补连塔矿位于内蒙古自治区伊克昭盟伊金霍洛旗(简称伊旗)境内,矿井核定生产能力28Mt/a,采取的是一次性开采全部高度、煤层全部垮落的长壁综合机械化采煤方法。当前正开采的2#煤层厚度平均在6.8m左右,2#煤层所有作业面的宽度都在310m左右,拟定开采的走向长度都在5500m左右。由于矿井为多层复合采区,上覆煤层在开采后含有大量积水,在下覆工作面开采时需提前对上覆采空区进行探放水工作。矿井采用抽出式通风方式,因此随着探放水工作的进行,地表风流与采空区积水将产生水气交换,上覆采空区内的遗煤经过浸水影响后,其自燃规律可能发生改变,这将会使矿井的防灭火工作更加复杂,影响较大。本文以补连塔矿的22310工作面与上覆12311采空区为研究背景,在对影响采空区遗煤发生自燃的各种条件下,开展其上覆采空区遗煤经过含水饱和又失水情况下导致不同含水比率遗煤的自燃特性试验、上覆积水采空区遗煤垮落位移与分布规律平台模拟实验、上覆积水采空区煤自燃“氧化带”分布规律平台模拟实验,通过综合研究结果,对上覆积水采空区含水遗煤自燃特性以及内部漏风致使的氧气浓度和遗煤垮落位移后的分布规律进行分析,为补连塔煤矿上覆积水采空区建立矿井综合防灭火技术体系提供理论及实际依据。主要研究内容如下:(1)通过测定补连塔矿采空区遗煤的吸水特性,从而对经过含水饱和又失水情况下致使的不同含水比率的遗煤煤样开展程序升温试验,确定上覆积水采空区遗煤在其矿井探放水条件下的自燃特性,寻找出最适合该矿井的遗煤自燃指标性气体,为补连塔矿建立多层复合采空区自燃“火灾预报”体系提供理论依据;(2)利用采空区遗煤垮落位移与分布规律模拟实验平台,研究在下覆工作面开采时,其上覆采空区遗煤重新垮落后的运移及分布规律。分析上覆采空区内部实际遗煤分布状态,为其上覆采空区内部自然发火危险区的划分奠定基础;(3)利用上覆积水采空区煤自燃“氧化带”模拟实验平台,研究补连塔煤矿在采用抽出式通风方式并且有地面漏风的情况下,采空区氧浓度分布规律。分析采空区“两道”“两线”处氧气浓度变化规律,划分其氧化升温区,为采空区内部自燃发火危险区的划分奠定基础;(4)通过对所做的实验研究内容及结果进行综合分析,划分12311上覆积水采空区内部自然发火危险区,并计算补连塔煤矿22310工作面极限推进速度。为补连塔煤矿上覆积水采空区建立防灭火体系提供指导依据。