为进一步研究综放采空区的自然发火规律及自燃与瓦斯灾害防治问题，论文针对山西寿阳段王煤矿150405大采高工作面，构建“双三”模型，即优化三维“O”型圈采空区冒落非均质多孔介质数学模型及两进一回偏“W”型特殊通风方式下的三维综放采空区物理模型，重点考虑重力作用和采空区垂直方向上的孔隙率变化，并实现了孔隙率的三维可视化。通过煤样实验，收集实验数据并处理，得出采空区遗煤的耗氧规律。运用FLUENT软件加载自定义UDF（耗氧公式、多孔介模型等）对采空区气体压力分布、漏风场及氧气、瓦斯分布情况进行数值模拟。　　模拟结果得出与实际情况相吻合的采空区气体压力分布、合理漏风量范围内的风流场分布，其中重点分析不同冒落多孔介质模型下的瓦斯浓度分布规律。考虑复杂冒落模型采空区的数值模拟，采空区瓦斯的积聚现象（未抽采条件下）不仅出现在采空区顶部，在距底板35～40m范围以后就大量上浮积聚，且浓度很高的瓦斯分布特征新规律，为瓦斯下一步抽采提供重要指导。其次拓展分析不同工作面角度对采空区瓦斯涌出及自燃“三带”的影响作用，接着分析优化孔隙率采空区瓦斯抽采后的多场特征，得出了与实际相符的抽采速度，且模拟结果与实测吻合，印证了数值模拟的实用性与可靠性。最后通过氧气浓度分析得出采空区自燃“三带”的划分规律，并对采空区自燃危险性做出安全性评价，得出采空区自燃氧化升温带的最大宽度大约为80m，在保证采空区内不发生自燃安全条件下最低推进度为0.68m/d。　　通过相关数值模拟分析及采空区自燃“三带”划分结果，提出基于“三带”自然发火的防治措施及常规的自燃防治措施。