马灵军 李玉民 周光华 董 伟 史波波

（1.神华宁夏煤业集团有限责任公司，宁夏回族自治区银川市，750011；2.神华宁夏煤业集团有限责任公司羊场湾煤矿，宁夏回族自治区灵武市，751409；3.中国矿业大学安全工程学院，江苏省徐州市，221116）

近年来，随着煤炭高强度、集约化开采的推广应用，浅部资源日益减少乃至枯竭，我国煤炭资源开采已相继进入了深部开采阶段。深部煤岩体的力学行为表征更趋复杂，煤岩破碎程度更高，破碎范围大，为自然发火提供了供氧、蓄热条件，煤炭自然发火更加频繁。随着采深增加，地温增高，煤层原始温度也越高，相应自然发火期缩短。随着围岩层温度的增高，改变了自燃的蓄热条件，煤体与环境风流温差进一步加大，增大了漏风供氧动力热风压，导致煤体自身的耗氧速度和氧化放热强度增加，最终导致煤体自燃危险性增大。所以，将矿井防灭火与降温工作协同处理，开展灾害防治的技术与装备的研究，对我国煤矿的安全生产具有重要的示范作用及推广应用价值。

1 液氮防灭火、降温的可行性

液氮具有降温、抑爆、窒息、安全可靠、操作简单等优点，因此，液氮作为一种高效的防灭火剂具有可行性，已在我国煤矿防灭火工作中试验并加以利用。如神华宁夏煤业集团与中国矿业大学合作，应用液氮进行矿井防灭火工作。

在矿井降温方面，液氮作为一种冷媒，汽化过程中需要从外界吸收大量的热量，即本身释放出大量冷能。每汽化1Nm3的液氮，空气可以从中获得约327kJ的冷能。……