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我国煤炭自燃火灾十分严重，给矿井安全生产带来了极大的威胁。煤自燃早期的监测、识别与预警，对煤自燃火灾的预防与治理具有重要意义。本文基于大型煤自然发火模拟实验，分析了气体指标与煤温的对应关系，确定了煤自燃程度量化识别指标，采用多源信息融合与模式识别方法建立了煤自燃预警模型，研究了煤自燃多元化特征信息的监测方法和煤自燃多源信息融合预警方法，并开发出煤自燃多源信息融合预警系统。采用装煤量15t的特大型煤自然发火实验台，模拟了煤从常温至燃点的自然发火全过程，总结分析了气体指标参数与煤温的对应关系，确定了煤自燃程度量化识别指标，建立了煤自燃火灾监测预警指标体系；基于实验数据与现场观测结果，采用模糊聚类与模式识别、支持向量机、神经网络等数学方法建立了煤自燃预警模型。针对煤自燃易发的采空区，研究了束管监测系统和无线组网温度监测系统相结合的煤自燃监测方法，基于煤自然发火中心热量传递模型和气体渗流模型，确定出采空区煤自燃特征参数监测点布置的关键参数，优化了测点布置方案；提出了通过融合来自不同监测系统、不同监测地点的温度、气体等多元化煤自燃特征信息来，判定煤自燃程度、确定发火位置的自燃多源信息融合预警方法；研发出基于矿井安全监控、束管监测和无线自组网温度监测集成的多源信息融合煤自燃火灾预警系统，实现了煤自燃火灾的全面监测、识别与早期预警；结合试验矿井的具体情况，制定了煤自燃多源信息融合预警系统建设方案，完成集成通讯网络构建与系统软硬件的安装；现场工业试验结果表明，各类监测数据采集、通讯具有良好的时效性和可靠性，整个系统运行稳定，关键功能和技术指标能满足煤自燃早期识别与预警的需要。煤自燃多源信息融合预警方法的研究与相应系统的开发对煤自燃火灾监测预防技术的发展具有重要的促进作用。