西部地区煤层厚、埋藏浅、间距近,致使煤层群开采过程中地表及覆岩裂隙发育,漏风严重,为复合采空区煤自燃持续供氧;此外,复合采空区煤自燃耗氧及放热规律不清楚,致使采空区煤自然发火规律不清晰,自燃危险区域难以判定,给矿井火灾防治带来极大的困难。本文根据浅埋藏近距离煤层群现场开采实际条件,研究复合采空区煤自燃特性及极限参数变化规律、地表裂隙动态发育及漏风规律、覆岩漏风裂隙时空演化及采空区孔隙率变化规律,建立浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃模型,模拟研究复合采空区气体（CO、O2）浓度、温度及流场分布特征,在此基础上构建浅埋藏近距离煤层群开采自燃防治技术体系。通过研究取得如下成果:开展复合采空区煤自燃程序升温实验,研究煤自燃特性参数变化规律,结果表明随温度升高,煤样的耗氧速度、气体产生速度及放热强度均呈指数增长。对实验结果进行回归分析,得到复合采空区煤样耗氧速度、气体产生速度及放热强度与温度的拟合公式,为采空区煤自燃模拟提供了基础参数。研究复合采空区煤自燃极限参数（上限漏风强度、下限氧浓度、最小浮煤厚度）变化规律;温度相同,浮煤厚度增加,上限漏风强度线性增大,下限氧浓度近似呈指数减小;浮煤厚度相同,温度升高,上限漏风强度先减小而后呈指数增大,下限氧浓度先增大而后急剧减小,极值位于50℃～60℃。从采空区热平衡的角度,阐明了采空区煤自燃危险区域由上限漏风强度和下限氧浓度判定,并分析实例给出了复合采空区不同浮煤厚度时的煤自燃危险区域指标参数。对地表裂隙进行长期观测,依据地表裂隙形态及发育规律对其进行归类,掌握各类裂隙时空分布及尺度特征。工作面两巷上方张开型裂隙在周期来压后破断演化成塌陷型裂隙,而后保持稳定,延伸方向与工作面推进方向一致;工作面后方地堑型裂隙在周期来压时发生突变,伴有大量拉伸型裂隙的发育及闭合,三次突变后裂隙发育稳定。地表各类裂隙中横向裂隙占比2/3,裂隙宽度较小;纵向裂隙占比1/3,裂隙宽度大。检测各类裂隙漏风情况,掌握地表裂隙漏风速度随裂隙到工作面距离的变化规律;建立地表裂隙漏风模型并通过地表漏风量检测及压强监测验证模型的正确性,分析裂隙漏风影响因素,为减少地表漏风提供了新思路及理论依据。开展二维物理模拟实验和PFC数值模拟,研究浅埋藏近距离煤层群开采覆岩漏风裂隙动态发育规律;周期来压时,竖向漏风裂隙迅速向上方发育,周期来压之间,以离层漏风裂隙发育为主,发育高度基本不变。下煤层开采,上覆采空区漏风裂隙二次发育,各岩层竖向漏风裂隙相互贯通,宽度随岩层沉降高度线性增大,漏风量随之增大。揭示了漏风裂隙数量演化规律及时空分布特征;上煤层回采,漏风裂隙数量呈指数增长;下煤层开采,漏风裂隙数量近似呈分段线性函数增长;煤层群开采后,漏风裂隙主要分布于开切眼和停采线初次破断步距之内,采空区中部漏风裂隙被压实闭合。掌握了采空区碎胀系数变化规律及孔隙率分布特征;煤层群开采后,采空区碎胀系数和孔隙率变化形态基本相似,开切眼和停采线侧较大,采空区中部较小;竖直方向上距离煤层越近,孔隙率和碎胀系数越大。下煤层采动影响下,上覆采空区两侧孔隙率和碎胀系数增大约2倍,渗透率增大3.41～4.05倍;采空区中部孔隙率和碎胀系数略微增大,渗透率增大1.19～1.55倍,渗透率的增大表明采空区气体流动阻力更小,更有利于漏风供氧。基于采空区孔隙率和漏风裂隙分布、岩层移动规律,建立了浅埋藏近距离煤层群复合采空区离散裂隙—孔隙模型,并代入工作面煤岩体参数验证了模型的正确性,为复合采空区煤自燃模拟提供了物理模型。建立了浅埋藏近距离煤层群复合采空区煤自燃模型,揭示了复合采空区气体（CO、CO2）浓度、风速及温度分布特征。模拟结果表明,下煤层采空区,从进风侧到回风侧、从工作面到采空区深部,氧气浓度逐渐减小;受上覆采空区漏风影响,下煤层采空区回风侧顶部出现低氧区域;上覆采空区,靠近工作面的裂隙对应位置氧气浓度较高,采空区深部及四周氧气浓度较低。复合采空区流场基本对称分布,距离工作面越远风速越小;距离工作面0～200m范围内,下煤层采空区风速较大;但上覆采空区孔隙率大、阻力小、风速降幅小,距离工作面200m后,上覆采空区风速较大。基于模拟结果,采用下限氧浓度和上限漏风强度确定了复合采空区煤自燃危险区域范围;下煤层采空区,煤自燃危险区域最大宽度位于进风侧,距离工作面130.61～421.67m;上覆采空区,进风侧层间裂隙对应位置煤自燃危险区域宽度最大,距离工作面0～412.67m。基于前文研究结果,结合现场情况,阐明了浅埋藏近距离煤层群开采自然发火内因和外因,提出了井上下联合控风、覆盖隔氧及惰化降氧技术,构建了煤自燃防治技术体系。现场应用表明,该技术体系可减小地表漏风量、提高工作面通风系统的稳定性和抗灾能力;充填采空区空隙、缩减氧气存在空间,覆盖采空区遗煤、并吸热降温;惰化采空区、降低氧气浓度,有效保证了矿井的安全高效开采,在西部浅埋煤层群开采矿区具有广阔的应用前景。该论文有图111幅,表16个,参考文献220篇。