随着采矿业的蓬勃发展,地下矿井井巷突发火灾将严重威胁井下工人的生命安全,及矿井设备和资源的破坏。采空区遗煤自燃火灾是矿井火灾的主要表现形式,遗煤在采空区空间内与漏风氧气发生氧化反应导致温度升高,成为采空区内火源位置反演判定的重要因素,从而有效预防采空区内自燃火灾的发生。光纤测温技术具有恶劣环境适配性好,抗干扰性强等特点,适用于煤矿采空区环境。但受采空区地质条件的变化和采空区冒落的岩石影响,布置在采空区中部和下顺槽的测温光纤所收集温度信息容易缺失,无法对采空区内部火源位置进行精准定位。通过采空区上顺位置遗存的有限温度数据,判识采空区内火源位置和强度,对光纤测温技术在采空区内的应用具有一定的应用价值。根据采空区热量传递特征,简化并构建了采空区传热数学模型研究采空区复杂流动环境的基本特征,运用格林函数法求解了单点火源条件下采空区温度解析解,得出了采空区模型内部温度。并且研究了火源强度、发热时间、导热系数和不同火源位置对采空区内温度场的影响。搭建了采空区温度场演化实验研究平台,实验研究了不同粒径、火源强度条件下采空区模型温度分布规律。研究表明:无风绝热条件下,温度场分布形态类圆形,风速越大,温度场受风流影响较大。火源强度越大,温度场变化较大,距离火源越远,温度变化率越小。提出了测量数据缺失的情况下,基于贝叶斯推断的采空区火源位置判定方法,证明了Metropolis-Hastings算法抽样对目标函数的表达是可行的,并利用实验平台对判定方法进行了验证,结果表明贝叶斯推断方法在采空区内火源定位问题的研究中能够得到较好的结果。开展采空区火源定位研究意义重大,将提升我国矿山安全态势研判、救援处置等关键技术水平,为全面提升我国矿山安全保障能力提供有力的科技支撑。该论文有图27幅,表12个,参考文献69篇。