煤尘爆炸性与挥发分关系研究

采用大管状煤尘爆炸装置对挥发分已知的煤样进行煤尘爆炸性实验,研究结果表明:无爆炸性煤尘其挥发分<16%,<16%的煤尘超过1/3具有爆炸性。强爆炸性煤尘中,高以及特高挥发分煤尘占近90%,超过99%的中高挥发性煤尘具有爆炸性。发现了挥发分与火焰长度近似呈指数函数关系,火焰长度与抑制煤尘爆炸最低岩粉量近似呈对数函数关系。研究结果有助于理解煤尘爆炸性与挥发分的关系,为防尘抑爆提供基础数据。     

煤尘爆炸特征参数影响因素研究

采用20L球形爆炸装置研究了煤尘粒径、浓度、点火能量对煤尘爆炸最大压力、爆炸最大压力上升速率的影响。研究结果表明,在煤尘粒径一定的条件下,随着煤尘浓度的增大,爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率先增大后减小,煤尘浓度在400~480g/m3之间取得爆炸最大压力最大值0.94MPa、爆炸最大压力上升速率最大值28.79MPa/s;在煤尘浓度一定的条件下,爆炸最大压力不随煤尘粒径的减小而单调变化,爆炸最大压力上升速率随煤尘粒径的减小而逐渐增大;随着点火能量的增大,爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率明显增加。     

不同变质程度煤尘爆炸特性对比分析

采用20L球形爆炸装置研究了煤尘浓度、点火能量、煤尘粒径对不同变质程度煤尘爆炸特性的影响,分析了不同变质程度煤尘在相同条件下的爆炸特性差异性。结果表明:浓度为100g/m3时不同变质程度煤尘最大爆炸压力相差较大,700g/m3时差异不大,最佳煤尘浓度下爆炸最大压力与变质程度呈负相关。低变质程度煤尘爆炸最大压力随点火能量增大而增大,高变质程度煤尘爆炸最大压力受低点火能量影响显著,当点火能量增大至8kJ后影响作用减弱。高变质程度煤尘的燃烧持续时间受点火能量影响作用明显,低变质程度煤尘的燃烧持续时间受粒径影响作用明显。     

受限空间煤尘爆炸残留气体特征分析

采用20 L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,研究了不同条件下煤尘爆炸后气体体积分数变化及生成规律。结果表明:爆炸残留气体成分及体积分数与煤尘浓度、粒径、点火能量以及煤尘变质程度关系密切。随煤尘浓度升高,爆炸后残留气体体积分数φ(CH4),φ(CO),φ(H2)及φ(CO)/φ(CO2)呈上升趋势,φ(CO2)呈先上升后下降趋势。一定范围内随煤尘粒径减小,φ(CH4)增大,φ(CO)及φ(CO)/φ(CO2)呈减小趋势,当粒径小于25μm时,φ(CH4)急剧减小。随点火能量增大,φ(CH4)及φ(CO)增大,φ(CO)/φ(CO2)整体变化量不大,当点火能量大于10 k J时,φ(O2)明显减小。随煤尘变质程度增加,φ(CO)/φ(CO2)先增大后减小,φ(CH4)整体呈降低趋势,烟煤煤尘爆炸消耗的O2量较褐煤、无烟煤少。