刘继勇，白 刚，，李雪明，周西华

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矿井火灾遍布世界各地，是煤矿自然灾害之一，矿井火灾会造成人员伤亡、环境污染、煤炭资源损失[1-2]。为了降低自燃带来的危害，矿井采取多种防治手段，如粉煤灰灌浆[3]，阻化剂[4]，注惰气[5]等。近年来随着注惰气技术的发展，越来越多矿井采用注入CO2或N2的防治方法。随着研究的深入，越来越多人认为CO2比N2具有更好的防治效果[6]。王国旗等[7]通过数值模拟研究了CO2注入采空区时，不同注气口位置和不同流量对综放采空区自燃“三带”分布规律的影响。徐俊[8]探究了变氧浓度下CO2和N2对低温防火和高温灭火的效果，得到了氧浓度1.5%以下才可以达到良好窒息效果。马砺[9]采取向火区先注N2、后注液态CO2的联合惰气防治方法，发现N2虽能降低O2浓度，但依然有复燃危险，而CO2气化后既降低了O2浓度也减少了漏风，使火区氧浓度迅速降低至3%以下。吴兵等[10]通过注入相同流量的CO2和N2进行煤低温氧化实验和煤明火燃烧灭火实验，对比指标气体的产生率和煤有焰燃烧阶段的温度场温度，得到CO2具有更好的防治煤燃烧全过程的能力。CO2注入过程中，采空区内氧气浓度不断变化。周福宝等[11]、袁林[12]研究了不同氧浓度对煤自燃特性参数和自燃产物的影响，得到了自燃产物浓度、初始生成温度等规律。朱红青[13]研究探讨了不同氧浓度下煤的氧化特征，认为氧浓度越低，着火点越高，煤反应时间越长。……