随着煤炭产业的规模化、集约化、机械化发展，山西省对煤矿企业兼并重组，实施煤炭资源整合策略，但资源整合型矿井在技术改造和开采阶段将面临很多技术难题，其中如何控制整合前小煤矿遗留的大面积的自然发火危险区域，成为资源整合矿井火区治理工作中的关键。本文研究水泉煤矿整合前小煤矿自然发火原因及其特点，运用地面同位素测氡探测技术探明自然发火区域的情况，并根据水泉煤矿自然发火区域的情况，确定适合此类资源整合矿井封闭区域内自然发火危险区域的控制技术措施。实验研究方面，采用程序升温设备和红外光谱仪联用，根据生成的标志性气体的光谱特征，掌握煤氧化自燃过程中基本参数的变化规律，分析资源整合前小煤矿自然发火的主要影响因素；现场探测方面，选用地面同位素测氡探测技术进行自然发火区域的探测，通过对数据分析，初步确定自然发火范围和火源中心位置。根据以上研究，设计采用地面钻孔充注CO2技术控制自然发火区域，建立CO2充注系统，并根据探明的发火区域情况，确定地面钻孔的合理位置，使得对矿井大面积自然发火区域的控制更加系统化、高效化。本文的研究成果对类似的资源整合矿井封闭区域内的大面积自然发火危险区域的治理工作具有一定的参考价值和指导意义。