王国芝 姜 奎 王 怡 姚向东 吴奎斌

（1.山东科技大学安全与环境工程学院，山东 青岛 266590；2.上海大屯能源股份有限公司江苏分公司，江苏 徐州 221600）

矿井火灾不仅严重威胁煤矿的安全生产，还造成了大量煤炭资源的损失，是煤矿常见的自然灾害之一［1-3］。在煤炭开采过程中，采空区遗煤发火问题日益突出［4-6］。煤自燃最易发生于采空区，并且由于采空区火源位置隐蔽不易确定，使防灭火措施无法有效开展，对煤矿安全有着非常不利的影响［7-9］。

目前采空区常用的防灭火技术主要有灌浆、阻化剂、均压防治技术，注N2或CO2惰性气体防治技术［10-11］。对于灌浆技术、阻化剂技术，存在覆盖范围有限、容易造成设备堵塞后损坏的缺陷，而对于均压防治技术，由于需要经常调节风压，控制难度大［12-14］。而惰气防灭火技术特别是CO2防灭火因其窒息氧化作用、冷却降温作用、惰化抑爆作用，采空区遗煤可以优先吸附CO2，从而抑制煤的氧化，具有降低采空区氧含量、温度和阻爆性能好等特点，越来越得到广泛推广与应用。

对于二氧化碳防灭火技术的研究，马砺等［15］通过油浴程序升温实验，证明CO2对煤样的氧化有抑制作用。杨琛［16］利用同步热分析法将液态CO2处理过的煤样与原样的特征温度进行对比分析，表明液态CO2能有效抑制煤样复合氧化，并且能够防止煤复燃。李宗翔等［17］利用数值模拟的方法，分析不同CO2注入位置对采空区氧化带宽度变化，结果表明，在最佳位置与流量的条件下注CO2能有效缩短采空区氧化带宽度。……