采空区遗煤自燃而引发矿井火灾,严重威胁矿井安全生产,并造成资源浪费和环境污染。液态CO2在防治煤自燃方面优点颇多,具有抑燃抑爆和快速降氧降温,效果覆盖范围广且不污染环境等特点,可对采空区等封闭区域快速部署。现有研究背景下CO2在微观层面上对煤自燃惰化作用研究仍需深入,下行通风工作面采空区注液态CO2的扩散降温规律仍需针对性研究。研究下行通风工作面采空区注液态CO2惰化作用及扩散降温规律,对矿井火灾防治具有指导意义。本文基于液态CO2的惰性和低温性质,以潘西煤矿6199下行通风工作面束管和温度传感器监测到的自燃危险情形为背景,通过实验分析CO2对煤自燃自由基反应和煤自燃气体产物产生的影响,利用CFD软件模拟不同灌注流量和灌注位置下采空区CO2的运移扩散和降温过程。结果表明:（1）氧化氛围转换为二氧化碳氛围后,CO和烃类气体CxHy释放量大幅下降,ESR谱图线宽大幅下降,由氧气提供氧自由基的反应停止,部分活性基团聚合,自由基浓度大幅下降。尽早采用二氧化碳惰化能滞后g因子转折点,更有效抑制煤中自由基链式反应。（2）下行通风工作面长期停采下,采空区氧化带呈现出两侧细中间粗的分布,模拟气体浓度分布与束管监测的结果高度一致。采空区进风巷侧距工作面25m≤x≤50m处有一个明显的异常高温度区域,采空区倾向中上部的大面积区域高于煤的自燃临界温度。模拟采空区最高温度为415K与测点监测到的最高温度417K基本接近。（3）同灌注位置下,液态CO2灌注流量越大,采空区惰化区域面积越大,采空区自燃危险区域面积越小,对采空区整体降温效果越优异。按单位质量液态CO2汽化膨胀后换算,CO2灌注流量不应低于400 m~3/h,但也不必超过1000 m~3/h。注CO2位置的改变对采空区温度极大值存在影响。随着灌注位置往采空区深部移动,采空区低温区域面积增大,自燃危险区域面积减小。理论分析了液态CO2在下行通风工作面采空区中扩散降温规律和抑制自燃危险作用机制。选用井下移动式液态二氧化碳防灭火工艺,制定并部署了二氧化碳防灭火方案。现场应用液态CO2显著降低了采空区遗煤温度,避免了异常温度区域遗煤进一步发展成为火灾,惰化了危险区域而降低了煤自燃氧化产物生成量。该论文有图48幅,表14张,参考文献124篇。