煤炭学报

作者：周福宝, 李佳, 洪瑶, 申志远, 温国祥, 陈星百, 王骁,

关键词：矿井CO, 化学消纳, 关键指标, 理论模型, 工程试验,

柴油机运输、爆破作业、煤自燃、外因火灾和瓦斯/煤尘爆炸是矿井CO的主要来源，导致井下CO浓度超限报警频发，严重影响矿井安全生产。现阶段矿井CO防控主要依赖呼吸防护与物理通风，其本质为被动隔离或稀释CO，应急处置效率和响应能力有限，难以实现CO危害的根本性控除。针对上述问题，团队于2017年提出了矿井CO化学消纳新思路，并在消纳材料研制、理论模型构建、装备研发及工程应用方面取得系列突破。基于前期研究成果，阐述了“分源治理、环境适配”的矿井CO化学消纳技术内涵，提出了CO化学消纳效果量化评估的3项关键指标：CO消纳率、CO消纳速率和CO消纳量；基于过滤式与喷洒式CO消纳的物理特征，结合消纳材料表面CO氧化反应机理，建立了矿井CO化学消纳过程动力学演化理论模型，实现了CO化学消纳规律的定量刻画；开展了无轨胶轮车尾气与高温腔室CO消纳试验，8.03 L消纳材料可将怠速工况下尾气CO排放体积分数降低至23×10−6以内，100 g消纳材料喷洒量可将200 ℃腔室内CO体积分数在60 s内从2.5%降低至0.09%，CO消纳率均超过93%，证实了CO化学消纳法的有效性。此外，构建的理论模型预测的CO体积分数演化过程及CO消纳率、CO消纳速率和CO消纳量与试验结果吻合良好，误差在20%以内。矿井CO化学消纳法具有较好的应用前景，研究成果可为CO致灾风险的超前化解与灾害应急处置的实践应用提供理论基础。

来源：2026年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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