于志金，张志鹏，杨 淞，谷 雨

(西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054)

0 引 言

近年来，随着矿井开采深度逐渐向深部资源延伸以及综放开采技术的推广应用，煤自燃发火危险性不断提升的同时，其防治难度也在大幅增加[1]。

针对煤自燃火灾具有火源位置隐蔽、高温范围大、易复燃等特点[2]，其防治的基础和关键在于针对性降低煤温和大面积阻断氧气与煤体接触[3]。作为目前有效的大范围惰化降温技术，压注液氮(liquid nitrogen，LN2)与液态二氧化碳(liquid carbon dioxide，LCO2)被广泛应用于采空区煤自燃防治中。SHI和ZHOU等开发了用于地下煤火的LN2控制技术和设备，成功控制了采空区煤的自燃[4-6]。QIN等介绍了LN2在大面积采空区火灾中的应用，评估了LN2注入对灭火的影响[7]。张春华等提出了一种LCO2灭火系统，将LCO2通过管道直接注入高温区域，实现了对火区的快速降温[8]。LANG等通过实验测量了多孔介质内LN2注入过程的温度变化，研究了LN2的传热和传质过程[9]。LIU等指出，松散煤体内LCO2的汽化和干冰的升华均对温度有重要影响[10]。YU和SHI等通过实验研究了松散煤体内LCO2以及LN2的降温特征与有关参数之间的关系[11-12]。更多研究则集中在数值模拟方面，王继仁、郝朝瑜等采用数值模拟的方法结合具体工作面采空区的冒落情况，研究了不同注入条件时，采空区氧化带范围和温度场分布，讨论了低温CO2注入位置的合理范围[13-14]。邓军等探讨了杨村矿采用注氮方式预防煤自燃的可行性，并采用数值模拟确定了杨村矿采空区注氮参数以及注氮后采空区自燃危险区域[15]。……