郭志国，王蓉，张俊，陈荣芳，周令剑

1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州 341000；2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，安徽合肥 230026

煤自燃是煤炭开采和利用过程中的严重灾害之一。近年来，为节约煤炭资源，比较有效的方法主要有：重新开采已封闭的火区、对采空区浮煤进行复采和对煤层群进行分层开采[1-2]。与煤的初次氧化不同，这些煤均已发生了一定程度的氧化，在外部供氧或内部条件突然改变的情况下，会使火区原有的平衡状态被打破而引起复燃。经一次氧化过的煤，其着火点降低，因此氧化煤常常表现出比原煤更易自燃的特征。氧化煤的复燃会使得厚煤层、近距离煤层群及复采工作面煤自燃的防治难度加大，不仅造成能源的浪费和损失，同时还释放出大量有害气体，严重污染周围环境、危害人体健康[3]。尽管研究给出了多种解释煤炭自燃的理论，但到目前为止还未能彻底揭示煤炭自燃机制。因此，注浆、注泡沫、注凝胶和注惰[4-5]等防灭火技术仍是当前防治矿井自燃灾害关键而有效的方法。其中CO2可快速沉入火区底部挤出氧气，使火区因缺氧而窒息；同时，煤对气体吸附的强弱顺序为： CO2>CH4>N2，煤对CO2优先吸附，这必定会对煤吸附氧气的过程产生一定程度的影响，进而导致煤氧化反应的速率降低，因此CO2对煤自燃过程具有较好的吸附阻氧作用[6]，从而被广泛应用于矿井火灾防治中。

目前，国内外专家学者采用不同的研究方法和手段，对惰性气体防治煤低温氧化过程的效果进行了相关试验研究[7-8]，结果表明CO2的抑制效果优于N2等其他惰性气体，具有较好的防控效果。但是……