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为解决王坪煤业8101工作面采空区遗煤多、自燃风险高的问题，利用模拟软件对采空区在回采过程中覆岩应力场的演化过程进行仿真，分析采空区走向及倾向塑性区分布，根据模拟结果，明确划分水平垮落带的“三区”范围。通过对比分析得出：散热带与自然堆积区相对应；氧化带与破碎堆积区相对应；窒息带与压实稳定区相对应。模拟不同注氮条件下采空区氧气浓度分布规律，得出最优氮气注入位置为40 m处，最优氮气注入量为1 400 m³/h。将非间隔式注氮工艺的注氮防火安全技术应用于现场试验，结果表明：在埋置采空区40 m处，采空区回风面氧含量显著下降，且采空区内一氧化碳含量最高不超过100 mg/m³。