由再生顶板裂隙漏风所引发的煤自燃是煤层复采、分层开采过程中的主要灾害之一。本文考虑再生顶板裂隙空间孔隙率的非均质分布,建立了再生顶板煤自燃数学模型。使用FLUENT进行数值求解,得出了再生顶板裂隙空间内流场分布规律。基于煤自燃三带划分准则,结合再生顶板结构特征提出了适应于再生顶板煤自燃危险区域的判定方法。根据再生顶板自燃危险区域分布特征,从材料改性的角度制备了微颗粒稳定泡沫浆体以用于再生顶板煤自燃防治。基于微颗粒稳定泡沫浆体流变特性,建立了再生顶板有限裂隙空间注浆数值模型,探究了微颗粒稳定泡沫浆体裂隙注浆过程的扩散规律与压力场分布规律。基于注浆数值模拟结果,考虑裂隙网络分流效应和有限裂隙空间堆积效应建立了简化的三维裂隙网络空间注浆扩散数学模型,以期为再生顶板注浆防灭火施工设计提供一定的理论基础。本文主要研究成果如下:(1)再生顶板上覆煤岩孔隙率呈铲状分布,流场在垂直方向上具有高度非均质性;(2)由基于传统指标的投影叠加法得出煤自燃危险区域呈三角形状分布于进回风巷内侧区域,且回风巷处的危险区域面积大于进风巷处;(3)微颗粒稳定泡沫浆体的泡孔直径介于350～400微米之间,表明微颗粒稳定泡沫浆体能更好地渗入微小裂隙,减少了裂隙流动过程中的过滤现象;(4)微颗粒稳定泡沫浆体在有限裂隙网络空间中扩散过程分为三个阶段,不同阶段时期浆液的扩散锋面由初期的半圆形转变弧形最后变为平面。同时随着扩散范围的增加,压力呈非线性衰减,裂隙倾角越大压力衰减越剧烈;(5)推导了再生顶板裂隙空间注浆浆液流动数学模型,得出影响微颗粒稳定泡沫浆体扩散距离的因素主要有施工因素(注浆流量、注浆压力、注浆孔半径),浆液因素(粘度、屈服应力、密度)和裂隙因素(裂隙产状、裂隙密度、裂隙开度);