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1、智慧礦山二氧化碳防滅火系統一、目的及意義在煤化工過程中，有大量的二氧化碳產生，如果不對提煉過程中產生的二氧化碳進行回收利用，不僅造成經濟損失，而且會嚴重污染大氣環境。采用低溫液化原理和凈化流程。對煤化工過程中產生的二氧化碳進行回收，產出高純度低壓的二氧化碳，不僅可以保護大氣環境，而且企業的經濟效益也十分可觀。同時煤礦井下發生高溫火點或火區是極易導致火災事故和瓦斯爆炸事故的重大危險源之一,也是造成開采壓煤、威脅正常生產、影響經濟效益提高的主要因素。許多煤礦屬于容易自燃的煤層，工作面采高高、采面長、開采強度一般比較大， 一旦發生自然發火，實行封閉停產滅火，極易造成巨大經濟損失。因此防火問題，始終是2、煤礦突出重點。為了預防煤礦工作面生產期間發生自然發火，以及一旦發火，實施快速滅火，各煤礦雖然礦采取一系列防滅火綜合措施，包括灌漿、注泡、撒惰化劑等多重措施，起到了一定積極作用，也暴露了許多防滅火技術的局限性。如在日常生產中許多礦井采用上述技術，基本可以控制住自然發火。但對于在一些特殊情況下，如因異常情況影響開采正常推進，特別是開采到停采線，要進行機組支架大搬家，需要若干時間，發火期的三代難以正常實現更替，將會使自燃發火帶停滯時間超過自燃發火期，引起自燃。如何保障煤礦能夠實施快捷有效地防滅火，近幾年來，國內外不少煤礦積極采用液態CO2實施防滅火，不僅從技術上或經濟適用上均取得取得了比較明顯效果。3、根據這樣的信息，將大量回收液化煤化CO2副產品，變害為利，開展將其推廣應用于礦井防滅火實踐研究更是有重大現實意義。液態二氧化碳作為一種新型防滅火技術具有滅火迅速、降溫效果顯著、安全可靠、操作簡單等優點，一直以來受到國內外的廣泛關注。所以，開展液態二氧化碳灌注技術進行礦井防滅火，對于保障煤礦火災防治、保證礦井安全生產具有極其重要的意義。液態二氧化碳灌注防滅火技術的關鍵是研發液態二氧化碳低溫氣化裝置、研發液態二氧化碳直接注入火區技術保證液態二氧化碳降溫效果，同時研發液態二氧化碳輸送裝置及配套管路設備，確定液態二氧化碳灌注系統工藝、技術參數，建設千萬噸級礦井井下移動式液態二氧化碳輸運及灌注防滅火系統4、，實現封閉礦井的大型火災快速滅火技術，現已在全國范圍具有廣闊的前景。二 、重點內容1、回收液化煤化廠CO2副產品項目：本項技術整合了工業催化、化學工程、化工機械、化工工藝和化工自動化五個專業的技術優勢，長期從事多種氣體回收、分離、凈化技術的科學研究和技術開發工作，已成功地開發出多種氣源二氧化碳回收凈化技術。尤其是開發成功吸附精餾法二氧化碳回收凈化技術，通過研制選擇吸附二氧化碳中微量雜質的高效吸附劑，結合特殊精餾技術，可以把多種高濃度氣源中的二氧化碳提純到99.99%以上，達到（GB106212006）國家食品添加劑和國際飲料協會標準。這一技術已經在2004年12月通過教育部級科技成果鑒定，被評5、為國際先進、國際首創的工業化生產技術，并獲得兩項國家專利授權（專利號ZL03238678.8）、（ZL200310105015.6，國際專利主分類號B01J20/18）和四項專利受理；2005年4月13號和12月21號的中國化工報科技創新版，兩次大篇幅報道了該技術工業化成功的事例。2005年5月20號和2006年9月27號國家氣體專業委員會兩次在大連召開全國二氧化碳行業會議，重點推廣該項技術，受到全國同行專家的好評。2005年9月和11月該技術同時被評為遼寧省和教育部重點科技成果，獲得石油化工部和遼寧省政府兩個科技進步獎、全國技術市場協會金橋獎。2、液態CO2防滅火技術項目：1）國內外常規防滅6、火技術分析和比較煤礦井下火災發生離不開三要素:可燃物的存在、熱源、具有一定濃度氧的空氣供給。實踐表明，只要能夠消除至少其中一個因素就會防止火災發生或者把火災消滅。這是我們采取防滅火措施應考慮的基本理念。按照這個理念，國內外已研究探索形成了一系列成熟的煤礦礦井防滅火技術。1）.1灌漿技術在20世紀50年代，灌漿技術成為我國煤礦防滅火技術的主要手段，并且一直沿用到今天。灌漿技術是一項傳統的、簡單易行的、比較可靠的防滅火技術。在一些缺少灌漿材料的礦區，通常采用注水來代替灌漿，增加煤體的水分，也取得了較好的效果。灌漿防滅技術的原理是通過漿液包裹煤塊保水增濕減緩煤體氧化速度、漿體固化沉淀物充填煤體縫隙隔7、絕漏風阻止氧化來達到防滅火的效果。1).2阻化劑技術阻化劑技術在美國、波蘭、前蘇聯等國家得到了較好的應用；近些年來，阻化劑技術在我國也得到推廣應用。該技術主要是讓利用阻化原理將具有阻化性能的藥劑送入擬處理區，利用阻化劑的負催化作用，煤炭經阻化處理后，在煤炭表面上形成一層能抑制氧與煤接觸的保護膜，阻止了氧氣和煤結構上的活動鏈環的羧基反應，使煤炭和氧的親合力降低，阻化劑有一種主動排斥氧和煤化合的功能，但它并不和煤、氧等物質化合，從而達到防滅火的目的。目前常用的阻化劑主要是氯化物阻化劑防滅火技術包括：噴灑阻化劑防滅火技術，是將含有阻化劑的水溶液均勻噴灑到煤體表面，以達到防滅火的目的汽霧阻化防滅火技術8、，是將受一定壓力下的阻化劑水溶液通過霧化器轉化成為阻化劑汽霧，汽霧發生器噴射出的微小霧粒可以漏風風流為載體飄移到采空區內，從而達到采空區防滅火的目的。1).3惰性氣體技術惰性氣體技術從20世紀70年代開始在德、法、英等發達國家煤礦中大量使用；從80年代起，我國開始了氮氣防滅火技術的研究與推廣。惰化技術是將惰性氣體送入擬處理區，達到抑制煤自燃或撲滅已生火災的技術。按惰性氣體的種類可分為氮氣防滅火技術、燃油惰氣防滅火技術和CO2防滅火技術。氮氣防滅火技術是集約化綜采及綜放開采條件下采空區防滅火的主要技術手段，但從目前看，氮氣防滅火系統仍落后于綜采、綜放開采技術的發展，還需要進一步提高制氮裝備的穩定9、性和可靠性。燃油惰氣滅火技術主要用在當發生外因火災或因自燃火災而導致的封閉區，以民用煤油和空氣為原料，經過急劇的化學反應，形成惰性氣體產物（主要成分是CO2及少量的O2、微量CO、水蒸汽等)，然后將具有一定壓力的惰氣注入預處理區，達到防滅火的目的。CO2防滅火技術是利用液態CO2對預處理區進行防滅火的技術，利用CO2分子量比空氣大、抑爆性強、吸附阻燃等特點，可在一定區域形成CO2惰化氣層，對低位火源具有較好的控制作用，并能壓擠出有害氣體以控制災區災情。1).4堵漏技術堵漏風技術用于采空區密閉堵漏風、隔離煤柱裂隙堵漏風、無煤柱工作面巷道巷幫隔離帶堵漏風等多個場合，初期的堵漏防滅火措施主要為灌注黃10、泥漿、砂漿等，近年來研究成功了各種性能優良的新型充填堵漏材料，如無機固化粉煤灰、輕質膨脹快速密閉堵漏材料等。1).5凝膠技術近年來，凝膠技術在我國得到較廣泛應用，適用于處理巷道幫、頂、高溫區域、撤面期間的自燃隱患以及火區治理。凝膠技術應用于防火時起到覆蓋、堵漏、隔氧、阻化的作用，應用于滅火時起到降溫、覆蓋、堵漏、隔氧、防復燃的目的。凝膠主要由基料、促凝劑和水組成，把所選擇的基料和促凝劑按一定比例配成水溶液，再按一定比例均勻混合后，發生“膠凝作用”化學反應，形成無流動性、半固體狀的凝膠。凝膠分為無機凝膠和高分子凝膠兩大類，其防滅火機理是凝膠通過鉆孔或煤體裂隙進入高溫區，其中一部分未成膠時在高溫下11、水分迅速汽化，快速降低煤表面溫度，殘余固體形成隔離層，阻礙煤氧接觸而進一步氧化自燃；而流動的部分混合液隨著煤體的溫度的升高，在不遠處及煤體孔隙里形成膠體，包裹煤體，隔絕氧氣，使煤氧化、放熱反應終止；干涸的膠體還可以降低原煤體的孔隙率，使得通過的空氣量大大減少，從而抑制復燃。1).6泡沫防滅火技術泡沫防滅火技術是以化學方法產生膨脹惰性泡沫，以進行防滅火處理的一種技術手段。常用的泡沫防滅火技術有化學惰氣泡沫防滅火技術和三相泡沫防滅火技術。化學惰氣泡沫防滅火材料由多種原料組成，其原料皆為固態粉狀，井下滅火時一般采用鉆孔壓注方法將其溶液注人自然發火的區域。發生化學反應生成的惰氣泡沫可迅速向周圍空間、漏12、風通道及煤壁裂隙擴展，充填火區空間，窒息火區，而且惰泡具有較好的穩定性，可以起隔絕空氣的作用。目前國內外主要防滅火技術及優缺點見表1所示。表1 防滅火技術與材料優缺點比較防滅火技術主要材料優點缺點經濟成本（元/m3）預防性灌漿技術黃泥、粉煤灰，矸石、砂子、水泥砂漿、石膏、高水材料等。1包裹煤體，隔絕煤與氧氣的接觸；2吸熱降溫；3工藝簡單；4成本較低。1只流向地勢低的部位，不能向高處堆積，對中、高及頂板煤體起不到防治作用；2漿體不能均勻覆蓋浮煤；容易形成“拉溝”現象；覆蓋面積小；3易跑漿和潰漿，造成大量脫水，惡化井下工作環境，影響煤質。1030注水技術礦井水或自來水1吸熱降溫速度快，大量的水能迅13、速降低火源表面的溫度；2大量的水蒸氣能降低空氣中氧氣的濃度，有利于惰化防滅火區域；3成本低。1流動性強，覆蓋面積小，只流向地勢低的部位，難以在高處停留；2易出現“拉溝”現象而跑水，惡化井下環境；3流過一些空隙，會把微小的煤塵沖刷走，增加煤體的空隙率，使漏風通道更加通暢；4一旦水分揮發到一定程度后，容易放出潤濕熱，使煤層自燃的可能性增加。很少阻化劑技術MgCl：、水玻璃、NaCl、Ca(OH)2以及有機物質如甲基纖維素、離子型表面活性劑等1惰化煤體表面活性結構，阻止煤炭的氧化；2吸熱降溫，并使煤體長期處于潮濕狀態。1不容易均勻分散在煤體上，且噴灑工藝難實施；2腐蝕井下設備，影響井下工人的身體健康14、。3050惰性氣體技術氮氣、二氧化碳等惰性氣體1減少區域氧氣濃度；2可使火區內瓦斯等可燃性氣體失去爆炸性；3對井下設備無腐蝕，不影響工人身體健康。1易隨漏風擴散，不易滯留在注入的區域內；2注氮機需要經常維護；3降溫滅火效果差。成本較低堵漏技術羅克休、馬力散、高水速凝材料、堵漏凝膠、聚胺酯泡沫等1聚胺酯泡沫抗壓性好、堵漏效果好；2隔絕氧氣進入煤體，防止漏風效果較好。1工作量大；2成本高；3聚胺酯泡沫在高溫下分解放出有害氣體；4羅克休等泡沫材料高溫下易燃燒。801000凝膠技術銨鹽凝膠1包裹煤體、封堵裂隙效果較好；2耐高溫；3對局部火源效果明顯。1流量小，流動性差，較難大面積使用；2時間長了膠體會15、龜裂；3胺鹽凝膠會產生有毒有害氣體；4成本較高。6080高分子凝膠100150惰性氣體泡沫技術氮氣泡沫、二氧化碳泡沫等1避免“拉溝”現象；2水能均勻分布；3適于采空區或煤堆深都的煤炭自燃。1泡沫很容易破滅；2只有液相水，一旦水分揮發，防滅火性能就消失。成本較低2）液態CO2防滅火的機理及效果分析2).1 CO2的物理性質1CO2常溫、常壓下是無色略帶酸味的窒息氣體。CO2不可燃，正常情況下也不助燃。2CO2在大氣中的體積分數僅為0.037%。它在不同的壓力、溫度條件下有三種形態，即在低溫加壓下（-20、2MPa）或高壓常溫（約8MPa、30）下氣體可變為液態，液體氣化過程中，當溫度降到-78.16、5后將形成雪花狀的固態干冰（固體碳酸）。3CO2熔點為-56.6(0.52MPa)，臨界溫度為31.3，臨界壓力7.28 MPa， CO2具有升華特性，升華點為-78.5(0.1 MPa)。4CO2相對空氣密度為1.529，密度為1.976kg/m3(0、0.1 MPa)，液態CO2的密度隨溫度的變化而變化較大，-20時，其密度是1.01kg/L，在溫度為15、0.1 MPa下，1t液態CO2體積膨脹約640倍。2).2液態CO2防滅火機理分析1窒息氧作用煤的自然發火是煤與氧的氧化反應過程，氧氣是氧化反應的必要條件，沒有氧氣，氧化反應就無法進行。試驗結果證明，氧濃度低于8%時失燃,低于3%時，17、氧化反應徹底被中止，燃燒現象不能持續進行。向發火或具有高溫火點的采空區內注入液態CO2立即會形成大量的高濃度CO2，會使采空區內原有O2濃度相對減小，并且由于CO2比空氣密度大，重于空氣，以及煤體對CO2具有較強吸附作用（吸附量為48L/kg，而煤對氮氣的吸附量為8 L/kg，前者是后者的6倍）等特點 ，很容易替代O2而覆蓋煤體燃燒點表面，減少煤體燃燒體表面O2濃度，使O2濃度低于自然發火的臨界O2濃度，從而防止煤的氧化自燃，或使已形成的火災因缺O2而窒息滅火。與此同時，大量的高濃度CO2的擴散會必然會提高采空區內氣體靜壓，進而會降低采空區的漏風量，造成氧化自燃帶供氧不足，進而阻止氧化反應的進18、程。2冷卻降溫作用煤的燃燒過程實際就是煤的氧化過程，其氧化速度與供氧有關系，也與溫度有關系。煤炭自燃往往經歷三個階段:升溫氧化階段(110-130)，加速升溫階段(140-190)，急速升溫階段(200以上)。如直接噴注液態CO2時，可使火源明顯降溫，加速熄滅火源。液態CO2噴入火區空間會瞬間氣化，體積將膨脹640倍左右，需要吸收大量熱，溫度急劇下降到-78.5。1KG液態CO2蒸發氣化需要吸收577.8103焦耳KG的熱量。加之煤對 CO2極易吸附特點，在吸附過程中將吸附熱轉移給CO2氣體，從而會遏止燃燒的鏈鎖反應。同時擴散采空區內的CO2氣體也會吸收氧化反應過程中所產生的熱量，降低周圍介質19、的溫度，以減緩煤的升溫速度，促使煤的氧化反應由于聚熱條件的破壞而延緩或終止。3. 惰化抑爆作用氣化后的CO2在沖淡可燃氣與氧的含量過程中，也使火區空間氣體惰化程度不斷增大，從而使混合氣失去可爆性。CO2 的惰化作用優于其他惰性氣體。在以氮氣注入的火區阻爆臨界氧濃度為12%，火區內明火被熄滅的臨界氧濃度為9.5%；而以CO2注入的火區阻爆臨界氧濃度為14.6%，火區內明火被熄滅的臨界氧濃度為11.5%。經兩者比較，CO2惰氣的阻燃、阻爆性能明顯優于氮氣，兩者相差2個百分點以上。2).3研制液態CO2防滅火工藝系統裝備的實際意義通過表1對國內外常規防滅火技術和材料的優缺點比較，以及結合國內個別煤礦20、試驗將液態CO2用于煤礦礦井防滅火的應用實踐，如兗州南屯礦2003年11月曾利用在地面將液態CO2氣化成氣態CO2通過管路輸入井下火區實施滅火，取得明顯滅火效果；鶴崗礦區在去年曾經試驗過將液態CO2直接從地面利用通往井下火區管道向火區灌注，也取得滅火明顯效果。我們總結分析，相比其它常規防滅火技術，液態CO2防滅火技術存在以下優點：（1）液態CO2灌注入火區空間會瞬間體積膨脹氣化，并吸收大量熱，使得火區溫度和氧氣濃度降低加快，降溫效果明顯。（2）適用范圍廣，液態CO2經過吸收熱量氣化后，可充擴散充滿任何形狀的燃燒空間，因而便于對礦井采空區深部、高冒窩等人們不便接近的地點進行滅火。（3）液態CO221、灌注火區后，能有效降低煤氧復合速度，迅速抑制燃燒，更有利于防止瓦斯、煤塵爆炸。（4）負面損失少，不會損壞設備和井巷設施，因而滅火后恢復工作量少且容易。（5）輸送便利。（6）滅火用材成本低于其他滅火成本。通過對液態CO2防滅火作用和機理研究，以及國內外防滅火技術比較分析，我們認為利用液態CO2防滅火技術思路是沒問題的，正好充分體現通過控制煤礦礦井火災三要素（可燃物的存在、熱源、具有一定濃度氧的空氣供給）之一的防滅火理念，而且利用其防滅火與其他防滅火技術方法比較具有速度快，操作簡單，成本低，防滅火效果顯著可靠等特點，是一項先進的防滅火技術，甚至可能將不失為當前煤礦井下防滅火最佳技術措施。但是要想將22、這項技術措施推開，必須解決高壓低溫下防止管道爆裂及保障CO2以液態形式注入火區等工藝安全問題，研究開發出適宜于液態CO2特性及煤礦井下特點的液態CO2防滅火工藝系統裝備，并制訂和落實相關安全保障措施。3)各種有關裝備的安全可靠性論證；質量保證體系液態二氧化碳滅火裝置的主機部件是低溫壓力容器。為保證中華人民共和國國務院令第373號發布的特種設備安全監察條例和國家質量技術監督局頒發的壓力容器安全技術監察規程及有關技術法規的全面貫徹執行，保證產品質量，確保壓力容器在煤礦井下安全運行，特制定本質量保證體系。3).1.1 質量目標質量目標是：生產符合特種設備安全監察條例、壓力容器安全技術監察規程、GB123、50-2011、GB151-1999等有關標準和規范要求的合格產品、優質產品、名牌產品。3).1.2 質量保證體系公司對壓力容器質量保證體系作了明文規定，并設置了壓力容器質量控制系統、控制環節和控制點，以保證壓力容器產品質量目標的實現。我公司壓力容器制造質量保證體系中設置了設計、工藝準備、材料、制造檢驗（含探傷）四大控制系統。 以特種設備安全監察條例、壓力容器安全技術監察規程等法規為準則，國家標準，專業標準及有關規范為基礎，制定了我公司壓力容器質保體系，它是壓力容器設計、工藝準備、材料、制造和檢驗必須遵循的法規性文件。1）設計、工藝質控系統壓力容器設計圖紙必須由壓力容器設計資格的單位提供。壓力24、容器的圖樣必須由總經理任命的承接設計工藝責任人員負責。設計零件圖、測繪、工藝性工作均應符合容規現行標準、規范、圖樣要求。2）材料質控系統公司對壓力容器所需的原材料（包括焊接材料、外協件、外購件），從材料計劃、訂貨、采購、驗收到保管發放，均由壓力容器材料質控系統保證。3）焊接質控系統公司對壓力容器焊接材料、焊工、焊接工藝評定，焊縫返修，產品焊接試板的質量控制提出了具體要求和規定。壓力容器焊接工藝評定應符合國家標準鋼制壓力容器焊接工藝評定的規定。4）檢測質控系統公司對壓力容器檢測的管理，人員資格、職責、設備、條件，工藝流程和探傷程序做出規定，以保證無損檢測結果正確可靠。所有壓力容器的X射線探傷，必25、須經過初評和復評，并按“無損檢測管理制度”執行。壓力容器產品最終無損檢測結果，由探傷室負責出具報告，并按“無損檢測管理制度”進行審批。3).1.3 產品檢驗公司對壓力容器產品的檢驗人員、檢驗程序以及“停點”的檢查內容做出規定，以保證壓力容器的檢驗符合規程、GB1502011、GB1511999標準的要求。產品檢驗包括原材料復驗，生產工序檢驗和成品檢驗，統一由檢驗科負責。產品及其主要零部件和關鍵工序檢驗應按標準、規范和產品圖樣文字的規定進行。檢驗科應編制檢查工藝，并有檢查記錄。轉運儲罐須經耐壓試驗和氣密性試驗并合格后方能出廠。3).1.4 質量保證體系與組織機構質量保證體系是制造壓力容器的法規性26、文件。質量管理制度和各質控系統責任人員的職責權限，是實施質量保證體系正常運行的管理基礎,全廠各類質控系統責任人員必須認真貫徹執行。質量保證體系由總經理批準后生效，并由質量保證體系中各類質控系統責任人貫徹執行。全廠質量保證體系機構由質保責任人員組成，在總經理的領導下由質保工程師直接主持和擔負質量保證法規的實施和質量控制，監督活動。質量保證工程師及各類質控系統責任人員，由總經理任命，報上級監督機構和主管部門備案。3、項目主要技術難點及重點目前對于液態二氧化碳在采空區內與環境的熱交換機理有待進一步明確，液態二氧化碳防滅火工藝有待進一步成熟與完善。現有的注液態二氧化碳技術與傳統的二氧化碳防滅火技術類似27、，并沒有充分發揮液態二氧化碳臨界狀態對采空區火災的降溫惰化作用，因此需要保障液態二氧化碳可控溫的調節，這也是本研究的難點。此外由于液態二氧化碳溫度低，一般為-56.6，低溫液態二氧化碳的井下罐裝及運輸，特別是在井下條件復雜，大量液態二氧化碳源井下供給難度非常大，同時管路受壓、受砸特別嚴重，對低溫液態二氧化碳輸送管道的要求也很高，如何科學有效的解決這系列關鍵性技術難題成為技術成敗的關鍵。因此，項目實施過程要重點解決以下問題：（1）輸送液態二氧化碳的管路低溫絕熱輸送的關鍵技術與溫度的可控式調節；（2）液態二氧化碳在采空區內的運移規律及熱交換過程；（3）如何對二氧化碳廢氣進行液化回收。鑒于以上三方面28、的原因，多年防滅火技術僅限于現場試驗及井下局部應用階段。通過本項目的研究和實施，研究建立液態二氧化碳防滅火技術及成套裝備、實現極復雜條件下礦井大型火災快速治理、解決煤層自然發火的有效防治，并大規模推廣應用到礦井的高效安全生產具有重要意義。成果表述1）二氧化碳液化回收及防治煤礦火災的液態二氧化碳灌注技術以火區的降溫惰化為主，集二氧化碳回收利用“降溫+抑爆+惰化+淹沒覆蓋”的作用機理，構建礦用井下移動式液態二氧化碳輸送及灌注系統，構建地面液態二氧化碳輸送及灌注系統，構建一套完整的液態二氧化碳防滅火裝備；2）通過地面鉆孔和管路液態二氧化碳灌注直接滅火、井下鉆孔和埋管移動式液態二氧化碳灌注防治自燃火災29、等在現場的實施，形成一套完善的液態二氧化碳防滅火工藝技術：確定注液態二氧化碳參數。鑒于液態二氧化碳在采空區內的擴散半徑，為防止低溫二氧化碳大量涌出到工作面，凍壞工作面支架液壓部件造成不必要的損失，合理優化并確定注液態二氧化碳口位置、孔間距、注二氧化碳量、注二氧化碳壓力等注二氧化碳技術參數，并制定井下不確定環境下，液態二氧化碳釋放口及輸送管路的保護措施；通過測試注CO2前后火區內的溫度、壓力及N2、O2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4等氣體的濃度，確定注液態二氧化碳的防滅火惰化指標；研究液態二氧化碳氣化對采空區覆蓋積水成冰的機理，為加強液氮的冷卻效果，研究采空區液態二氧化碳溫度的可控式30、調節；合理分配工作面的風量，加強堵漏工作；3）基于傳熱傳質學、流體力學理論下的液態二氧化碳與采空區空氣的熱對流，液態二氧化碳在綜放工作面采空區內的運移機理及綜放采空區防滅火注液態二氧化碳的CFD數值模擬研究。（2）創新點1）二氧化碳液化回收及防滅火技術研究的關鍵是研究二氧化碳液化回收減排及液態二氧化碳直接注入火區技術保證液態二氧化碳降溫效果，同時確定液態二氧化碳灌注系統工藝、技術參數。2）液態二氧化碳在采空區內的運移規律及熱交換過程。3、預期經濟、社會、環境效益（1）經濟效益此套技術為煤化工二氧化碳廢氣回收利用及自然發火礦井提供科學的決策依據，與常規防滅火技術相比，其防火、滅火效率可提高一倍，31、防滅火成本降低一半，同時能減少礦井因自燃火災引起的停工、停產，提高煤炭的回收率，新增利潤上億元，將取得顯著的經濟效益。項目推廣應用后，將為類似礦區撲滅礦井火災提供成熟的技術和經驗，有助于促進經濟社會發展。（2）社會效益開展防治煤礦火災的液態二氧化碳回收灌注技術及成套裝備的研究工作，密切聯系了煤礦防滅火需求，適應了國家實施新一輪節能減排防滅火的戰略機遇，此套技術能為礦井火災治理及預防自然發火提供科學決策依據。預期研究成果不僅可保障煤礦安全開采，避免發生高瓦斯礦井火災治理過程中的人員傷亡事故，而且對豐富和完善高瓦斯礦井火災治理和易自燃礦井防滅火技術保障體系具有較大的促進作用。該項目的研究成功將為國內建設和諧礦區提供了有力的安全技術保障，有力的保障了高效生產煤炭能源的安全，順應了科學發展觀及建設和諧社會的大趨勢，對于自治區的發展具有重要的意義。（3）環境效益液態二氧化碳氣化后產生的二氧化碳氣體為惰性氣體，二氧化碳氣體分子化學活性差，狀態穩定，對煤的吸附效果好。因此，火區環境能實現零污染。