特厚煤层采用分层综放开采时，上分层遗煤易发生二次氧化，致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域，通过程序升温实验分析4#煤层煤的自燃极限参数，并根据气体监测数据判定采空区遗煤自燃危险区域。研究结果表明：4#煤层煤的耗氧速率和放热强度随温度的变化均符合高斯型函数关系；随遗煤厚度的增加，下限氧气体积分数逐渐降低，而上限漏风强度逐渐升高；当遗煤厚度一定，温度达到90 ℃时二者的极限参数最低；遗煤自燃危险区域在ZF1801工作面下分层采空区回风侧20~125 m、宽105 m，在上分层回风巷、进风巷侧0~40 m、宽40 m；当ZF1801工作面推进速度低于2.34 m/d且停采28 d以上时，采空区存在自燃危险。研究结果可为下分层综放工作面末采期间采空区自燃危险区域判定提供参考。