煤炭的高效清潔利用是全球能源格局的重要組成部分，對環境保護和可持續能源發展具有重要意義[1]、[2]。根據中國煤炭工業協會（CNCIA）發布的2024年煤炭行業年度報告，2024年中國原煤產量達到47.8億噸，同比增長1.2%。此外，累計煤炭進口量達5.4億噸，同比增長6828萬噸，增長率達14.4%[3]。隨著采煤深度的增加，采空區煤炭自燃的頻率也在上升，這對國家利益以及人民生命財產安全構成了嚴重威脅[4]、[5]。

煤炭的低溫氧化是引發其自燃的關鍵因素[6]、[7]。孟等人[8]選用六水合氯化鎂（MgCl₂·6H₂O）作為抑制劑進行了實驗研究，結果表明氯化鎂通過化學作用抑制了煤炭的自燃，并明確了物理抑制途徑和化學抑制途徑的貢獻比例。高等人[9]比較了抗氧化劑硫辛酸（LA）和氯化物抑制劑對煤炭氧化自燃的抑制效果，發現硫辛酸能夠有效抑制自由基鏈反應的進展并阻斷煤炭的氧結合反應。張等人[10]研究了不同濃度鹵化物鹽和氯化鈉對煤炭自燃的抑制作用，并利用熵權法優化了該抑制劑。邢等人[11]評估了添加不同氯化物鹽的脫氧劑在快速消耗O₂和抑制自燃方面的有效性。盧等人[12]研究了提高預抑制溫度對使用MgCl₂溶液作為抑制劑抑制煤炭自燃效果的影響，發現提高預抑制溫度可以顯著提升抑制效果。張等人[13]探討了多種氯化物鹽對煤炭自燃的抑制作用，發現MgCl₂參與了整個煤炭-氧氣反應過程。然而，現有的許多抑制劑存在局限性，如與煤炭的結合親和力低、作用時間短、在高溫環境下易降解以及對pH值變化敏感[14]、[15]、[16]。因此，針對特定采礦條件開發專用抑制劑已成為亟待解決的問題。

干水（Dry Water）是一種由研究人員在20世紀60至70年代開發的粉末材料，其特點是水滴被包裹在二氧化硅顆粒內[17]。盡管它看起來像一種蓬松的固體粉末，但其主要成分是液體，占其總質量的90%以上[18]。干水被用于滅火和阻燃應用；加熱時，包裹在顆粒內的水會迅速蒸發，吸收熱量并實現高效冷卻。同時，二氧化硅粉末均勻覆蓋在可燃材料表面，有效隔絕O₂，從而實現雙重阻燃機制。在本研究中，干水與氯化鈣創新結合，制備出了氯化物抑制劑（Ca-DW）。其中，干水作為載體，包裹氯化鈣溶液，防止水分快速蒸發，從而延長了抑制作用時間。通過分析氣體濃度變化、交叉點溫度、O₂消耗速率、抑制效率、表觀活化能和紅外光譜特性等關鍵指標，證實了Ca-DW抑制劑具有優異的抑制效果。這項研究為Ca-DW在抑制劑領域的進一步開發和應用提供了寶貴的理論基礎。

本研究測定了含有不同濃度CaCl₂的復合抑制劑的物理性質，包括粒徑分布、體積密度、流動性和保水能力。

張英新：撰寫、審稿與編輯、監督、方法學設計、資金申請。任建安：撰寫初稿、軟件應用、數據分析、概念構思。馬凱欣：撰寫、審稿與編輯、數據可視化、結果驗證。趙志杰：撰寫、審稿與編輯、數據可視化、結果驗證。王琳靜：撰寫、審稿與編輯、數據可視化、結果驗證。彭健：撰寫、審稿與編輯、數據可視化、結果驗證。吳家偉：撰寫、審稿與編輯、數據可視化

作者聲明不存在可能影響本文研究的已知財務利益或個人關系。