张辛亥，窦 凯，张国伟，程望收，李勋广，朱 辉，赵 斌，陈 飞，杨少雄

（1.西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；3.内蒙古伊泰煤炭股份有限公司 凯达煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

我国煤炭资源丰富，但由于煤层地质赋存条件、采掘技术、通风管理及煤炭自身特性的影响，每年因自燃直接烧损量达10～13.6 Mt[1-2]。煤炭自燃灾害造成了严重的资源浪费，甚至人员伤亡，其治理一直以来是研究的热点问题[3-5]。

近年来，世界各国在治理地下煤火方面做了大量的工作，相继提出了黄泥灌浆、煤层注水、均匀、阻化剂、高倍泡沫、采空区注惰气和凝胶防灭火技术等[6-13]。其中向采空区注入惰性气体作为预防煤层自燃的主要方法，引起国内外学者的广泛研究。王刚等通过结合岩层移动随机介质理论，建立了影响半径r 的数学模型, 据此确定出LN2压注的合理位置[14]；丁香香通过对采空区注低温N2防灭火进行数值模拟，得出地面钻孔注氮模型，发现其惰化降氧效果好[15]；宋宜猛通过对比N2和CO2防灭火的区别，得出CO2防灭火技术效果更好，并通过注氮量计算公式推导出矿井注LCO2的计算公式[16]；张长山、张辛亥等应用灭火列车将液态CO2储罐运输至井下高温区域和自燃危险区，通过直接灌注LCO2起到快速降温和降氧的作用[17]；郝朝瑜等利用Fluent 数值模拟，分别研究了低温CO2的不同注入流量与温度对采空区氧化带内最高点温度、氧化带宽度和最大高温区域温度的影响[18]；……