西山煤电集团杜儿坪煤矿主采8#煤层为中灰-低中灰、高硫的贫煤,自燃倾向性等级鉴定为Ⅱ类自燃。随着开采程度的加深,采空区的范围也越来越大,在此区域残留煤体具有氧化蓄热条件,达到一定的条件,就会发生火灾。同时采空区内瓦斯聚积,自然发火甚至会引起瓦斯爆炸,对矿井的安全生产构成了极大的威胁。论文通过对主采煤层代表性煤样进行了自然发火演化过程模拟,研究自然发火氧化气体产物释放规律、氧化热力学特性和氧化动力学特性,分析煤自然发火不同阶段的标志气体及其温度分布范围,测试煤自然发火的临界氧浓度、确定煤自然发火标志气体指标,揭示杜儿坪煤矿主采煤层的自然发火规律。通过现场布置气样束管采集系统和温度采集系统,观测工作面采空区漏风特性及不同种类火灾性气体的分布特性,建立采空区自燃危险程度的评价及预测方法,并结合工作面的回采工艺可确定工作面的最小安全推进度。在结合矿井生产实际的基础上,突破以往单一CO指标的局限,提出煤层自然发火早期预测预报的适用性技术方案。论文在理论与实践相结合的基础上,建立杜儿坪煤矿主采8#煤层68214工作面“两进两回”特殊通风方式下采空区流场数学模型。选择确切的流场、气体组分场、温度场联合计算耦合的边界条件和初始条件,利用COMSOL MULTIPHYSICS流场模拟CFD软件,进行耦合模拟计算。论文以详实的图例直观的揭示采空区遗煤自然发火的发展过程,在采空区自燃危险性研究领域开拓和发展了新的研究方法。