在煤层开采的过程中,每年由于自燃造成的直接和间接经济损失近百亿元。进入90年代,综采放顶煤采煤法得到了大力推广应用。综放工作面由于一次开采强度大,冒落空间高,一次性遗煤较多,工作面供风量相对较大;两道顶煤放出率低,采空区两道堆积有大量松散煤体。综采放顶煤采煤法在大幅度提高煤炭生产效率及煤炭产量的同时,也给采空区遗留下大量浮煤,使得采空区自然发火问题更加突出。本文提出根据氧化升温过程中气体变化规律,结合煤的自燃特性参数,从而找出的采空区自然发火的标志性气体。进行了煤的热重分析实验和煤低温氧化微观结构变化规律研究,研究了煤的自燃特性;通过煤样的氧化升温实验,测试煤样在不同温度情况下,产生CO、CO2等气体与温度的关系;分析气体与特征温度对应关系,确定出王台铺矿综放工作面采空区自然发火的标志性气体。对采空区进行了现场观测,得到了采空区温度、氧气浓度分布规律,利用综合指标法对采空区三带进行了划分。利用多孔介质中的渗流理论,建立了综放采空区流场流动数学模型;以山西晋城王台铺煤矿2304工作面为例,利用流体计算软件FLUENT对的综放采空区进行网格划分,并结合煤的自燃特性参数和现场观测数据确定出其边界条件,对采空区渗流场和浓度场模型进行求解,得到综放采空区漏风状况及各组分气体浓度分布;同时在2304工作面开展采空区“三带”的范围观测对比分析,验证了数值模拟结果,说明建立的数值模拟方法是正确,模拟结果对矿井防灭火工作具有指导作用。