谢一矿5121(3)综采工作面,为突出煤层,瓦斯涌出量较大,上阶段5111C13及5111(3)工作面和上覆5121C15及5111C15煤层都已回采,工作面极易与邻近层采空区连通。在回采过程中,为防止瓦斯事故,配风量大,采空区漏风往往比较严重,而采空区“三带”的范围随漏风强度的变化而变化,使得采空区危险区域的范围增大。由于回采率低,采空区遗煤较多,与相邻的采空区漏风严重,一旦发火,位置很难确定,灭火困难。本文通过理论分析、实验研究、数值模拟和现场实测相结合的方法,对谢一矿5121(3)工作面采空区遗煤自燃做了比较系统的研究。以煤的低温氧化实验为切入点,将失重率、总吸氧量、热流率、热释放量以及特征温度作为煤低温氧化时的主要参数,分析了不同含水量、不同粒径煤样的低温氧化规律,优选出了采空区遗煤自燃的指标气体CO、C3H8和C2H4。结合多孔介质、渗流力学等理论,应用Fluent模拟软件,建立了采空区三维数学、物理模型,并依据采空区漏风风速划分指标,分析了不同供风量条件下的采空区“三带”的分布情况。根据5121(3)工作面的现场情况,在进、回风巷预埋束管,采集各测点的氧气浓度,总结出了实际的采空区“三带”分布情况。最后,以此为依托建立了5121(3)综采工作面采空区煤炭自燃早期预测预报系统以及综合防灭火体系,一旦监测到自然发火指标气体的出现,则立即启动以注氮、注浆为主的防灭火系统,保证工作面的安全生产。