朔南矿区麻家梁矿位于山西省朔州市朔城区境内,矿井设计产量12Mt/a,采用综采放顶煤一次采全高回采技术。目前回采的4#煤层平均厚度9.8m,各工作面宽度均为250m,走向长度在2500m左右。由于采空区内部空间漏风量大,回采后产生的遗煤较多,加之采空区常受到顶板涌水的影响,造成采空区内部浸水后的遗煤自燃规律难以完全掌握,给矿井防灭火工作带来极大困难。本文以麻家梁矿综放开采工作面为工程研究背景,基于分析影响煤炭自燃的充分和必要条件,开展不同含水率情况下的遗煤自燃特性试验、采空区自燃“三带”分布规律平台模拟实验,通过现场考察,分析研判采空区内部漏风和遗煤分布规律,旨在建立集“火灾预报——火灾预防——应急灭火”三位一体的矿井综合防灭火技术体系。主要研究内容如下:(1)通过对不同含水率的煤样进行程序升温试验,确定采空区遗煤在含水条件下的自燃特性,优选出含水遗煤自燃指标性气体,依此建立采空区自燃“火灾预报”体系;(2)利用采空区遗煤自燃“三带”模拟实验平台,研究采场通风量大小与空间自燃“三带”动态变化的相关性,分析工作面风量大小的改变与空间自燃“三带”在横向、纵向的范围变化关系;(3)通过对割煤、放煤循环全过程连续观测,分析采空区内部实际遗煤分布状态;通过对工作面不同地点通风情况的现场测定,分析采空区内部漏风区域分布情况。由此,确定出采空区遗煤自燃危险区域分布情况;(4)针对采空区内部遗煤自燃危险区域分布,提出工作面端头堆垛封堵墙技术,减少向采空区内部漏风,提出采空区注入氮气技术,降低采空区氧气含量,为提高防灭火措施的有效性,提出低温氮气阻化细水雾技术,由此建立采空区遗煤自燃“火灾预防”体系;提出采空区注液氮应急防灭火技术,结合矿井实际开采条件编制应用方案,建立采空区遗煤自燃火灾“应急灭火”技术。