在煤矿井下各地点发生的火灾中,位于采空区内部的火灾是最普遍的、也是最难发现的。实践证明,在煤自燃的早期对煤体周围的温度变化情况进行监测,找出温度异常点,可以有效防止煤自燃火灾的发生。而煤矿现有的火灾监测技术属于多点离散式的监测,漏报比较严重。光纤测温技术作为一种能够实现温度实时、连续在线监测的新技术,在输电线路火灾监测、隧道火灾监测等领域已经被广泛使用,取得了很好的效果。一些煤矿也开始利用光纤测温系统对采空区内部的温度进行监测,但是对于选用哪一种光纤测温技术更适合、光纤在采空区内采用哪种方式铺设更合理等问题的研究还比较少。通过对现有的几种广泛使用的光纤测温技术的分析,结合煤矿井下采空区火灾监测的具体要求,提出了采用以拉曼散射为基础的矿用光纤测温技术。对选用的拉曼光纤测温技术的测温原理进行了详细的研究,并对现有的用来解调光纤内温度信息的算法进行了优化。通过对影响光纤测温系统性能优劣的因素分析,发现了决定测温系统能否应用于井下采空区温度监测的三个重要指标：定位发火位置的准确度,测量温度值的准确度以及完成从温度信息的采集到解调所需的时间快慢。通过水浴加热实验对这三性能指标进行了研究,结果表明系统能满足煤矿要求。根据测温原理设计了测温系统,对组成系统的各部件之间的相互关系进行了研究,并对影响系统硬件选取的因素进行了分析,为系统的进一步优化提供了理论依据。并针对现有采空区内光纤铺设方式的不足,设计了四种光纤铺设方式,并通过对这四种光纤铺设方式优缺点的比较,选择出最佳铺设方式并进行现场铺设。通过对现场测量结果的分析发现,所选的铺设方式能很好地满足采空区火灾监测的需要。