火源精准探测一直是煤矿防灭火工程的世界性难题。同位素测氡技术被广泛应用于火源精准探测,但其实际探测深度小于500m。近年来,随着我国矿井采深不断增加(>700m),地质构造愈来愈复杂、采动影响剧烈,地表测氡技术已无法满足,特别是深部综放工作面,采空区会遗留连续松散煤堆,自然发火现象较为严重。因此,为了精准探测采空区火源位置,有必要对松散煤体发火过程氡析出及运移规律进行研究。本文通过分析井下氡析出影响因素,结合煤矿井下环境条件,获得煤矿井下影响氡析出的主要因素。借助程序升温装置与自然发火实验台,通过现场探测、理论分析、实验研究的方法,以松散煤堆为对象,研究氡析出与发火程度的关系、氡运移与高温点位置的关系。通过采空区环境条件分析,确定影响氡析出的主要因素,为研究确定实验条件。通过均匀破碎介质氡析出理论及传播动力分析,获得松散煤堆内氡传播的一般方程;基于氧化升温实验,设计局部气体循环系统,研究氡、指标气体与煤温的关系。对比分析氡、指标气体浓度与煤温的关系,进而获得氡析出与发火程度的关系;通过氡积累理论分析,推导氡积累随时间变化关系式。基于程序升温装置,设计密闭循环系统,研究氡积累与时间的关系,获得氡浓度平衡时间;根据实际条件简化氡运移一般方程,结合自然发火实验台,设计局部气体循环系统,获得实验台内轴线方向氡浓度分布及运移规律,为松散煤堆发火位置预判提供依据。通过氡析出及运移规律、局部煤样微观分析,研究自然发火过程氡析出规律,为高温点位置判断提供依据。研究表明:氧化升温过程中,氡析出随煤温升高先增加后趋于稳定,且有明显的温度突变点,可作为自然发火早期预测预报指标;松散煤堆自然发火过程中,沿轴线方向氡运移主要为渗流和扩散,随着煤温的升高,渗流和扩散作用范围发生变化,氡运移规律发生变化,基于此规律可为采空区发火位置及高温点位置判断提供依据。