浅埋煤层开采过程中，采动裂隙直通地表，在大气压、负压通风及重复采动等因素共同作用下，极易形成严重地表漏风。以陕西沙道沟煤矿45206工作面为研究对象，科研团队深入探究了浅埋采空区在漏风条件下的流场迁移规律及影响因素。研究通过地表与工作面同步进行的SF6气体释放实验，验证了漏风通道的存在性，并基于COMSOL Multiphysics软件构建了采空区计算模型。
该研究突破了传统单一渗流场模型的局限，构建了包含多孔介质流体流动、多孔介质传热、化学反应及稀释物质输运的多物理场耦合方程。通过对比分析封闭与地表漏风两种工况下的模拟结果，发现地表漏风不仅会触发采空区异常瓦斯涌出，更频繁导致回风隅角出现缺氧现象。在采空区地表与地下环境压差驱动下，大气空气通过裂隙渗入，致使采空区内部氧浓度升高。
此外，漏风气流导致采空区深部热量积聚，显著增加了遗煤自燃风险。研究还观察到，漏风区域内部出现局部压力峰值，压力分布由单向竞争转变为多变量竞争，产生气流涡旋，破坏了采空区新鲜气流的正常循环。这一发现对于理解复杂地质条件下采空区气体运移机制具有重要意义。
沙道沟煤矿位于陕西省榆林市府谷县，地处黄土高原北部边缘，毗邻内蒙古鄂尔多斯，年产能超1000万吨。该矿区地质条件典型，具有浅埋深、易自燃、近水平煤层等特征。45206工作面作为典型的浅埋近距离煤层综采工作面，其覆岩垮落形成的裂隙网络与地表直接连通，使得漏风控制成为安全生产的难点。现场实测数据显示，SF6气体从地表裂隙渗入井下，回风隅角最高浓度达0.78 ppm，计算得出漏风量约为280立方米/分钟，证实了上覆采空区与工作面是主要漏风区域。
对于中国煤矿行业而言，随着浅埋深及复杂地质条件矿井开采深度的增加，此类多物理场耦合研究为制定针对性的防灭火策略和低氧环境管控方案提供了关键理论依据，有助于提升类似地质条件下矿井的本质安全水平。