郭 军，李 帅，蔡国斌，李睿涵，金 彦

(1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054；3.国家矿山应急救援(西安)研究中心，陕西 西安 710054)

0 引言

煤炭是重要的工业原料，目前依然是最重要的能源资源。在煤炭开采、储存和运输过程中，煤自燃是可能发生的较严重的事故类型[1-3]，是世界范围内亟需解决的重要问题之一，若处置不当，可能会造成社会和生态失衡[4-5]。在中国、美国、捷克、西班牙、德国、澳大利亚、印度、波兰等主要产煤国，地下煤火问题对环境造成严重破坏[6-7]。采空区面积随着煤炭开采深度和强度的增加不断扩大，煤自燃危险也越来越严重[8]。尤其在高瓦斯矿井中，煤自燃灾害极易导致瓦斯或煤尘爆炸等次生灾害发生[9]。

煤自燃是煤和氧自发反应放热所致，其形成和发展是通过自发的、缓慢的、动态变化的放热、聚热、升温导致快速反应，最终引起燃烧的非线性动态过程[10-11]。煤氧复合反应越到后期，反应速度越快，煤体升温也更快，导致防控难度呈指数增长，因此煤自燃灾害的早期精确预警是煤自燃高效防控的关键[11-12]。然而，由于漏风通道的多源多汇与非稳态强度，使得采空区的松散煤体长期暴露在有氧环境下，导致煤自燃高温点具有位置随机、燃烧状态不明等隐蔽特征，影响煤火高温点的准确判定及高效防控，威胁煤矿的安全高效生产[13-14]。因此，精准定位采空区煤体的自燃区域以及井下煤自燃危险区域的温度场实时监测，对采空区等地下隐蔽火区煤自燃的早期预警与精准防控具有重要的现实意义。……