硫化矿尘云最低着火温度试验研究

利用标准测试装置Godbert-Greenwald 恒温炉对硫化矿尘进行了矿尘云最低着火温度试验研究。在设定试验条件下测试了硫化矿尘云最低着火温度,并探究了矿尘含硫量、粒度以及质量浓度对硫化矿尘云最低着火温度的影响。结果表明：A、B、C 3种硫化矿尘云最低着火温度分别为386、454、512 ℃;最低着火温度随矿尘含硫量的增加而降低、随粒径的减小而降低、随矿尘质量浓度的增加呈现先降低后升高趋势。研究结果对了解硫化矿尘云着火、爆炸危险性和指导硫化矿山安全生产具有参考价值。     

基于Logistic统计方法的煤粉爆炸下限研究

粉尘云爆炸下限是表征粉尘易燃易爆危险性的主要参数,相对精确地测试并表示粉尘云爆炸下限对评估和预防粉尘爆炸灾害是十分重要的。基于统计分析的Logistic回归模型,应用以概率表示粉尘云爆炸下限的计算方法,在20 L球形爆炸罐中对不同粒径的煤粉-空气混合物进行爆炸下限测试实验,利用SPSS统计分析软件计算得到不同粒径、不同实验次数下煤粉点火成功概率-浓度分布曲线,结果表明不同点火概率下的爆炸下限均随粒径的减小而呈现逐渐减小的趋势,且粉尘粒径越小,点火成功概率从p=10%增至p=90%的浓度区间越窄,即其燃爆特性越稳定。实验次数对爆炸下限概率分布存在影响,实验次数越多,爆炸下限概率分布的浓度区间越窄,但点火概率为50%的浓度值与实验次数无关,是研究粉尘爆炸下限的关键值。与其他计算方法的结果相比,以概率表示特定物质的爆炸下限更符合实际情况,更能满足不同生产环境对安全控制的需要。     

木薯淀粉粉尘云的爆炸特性

采用20 L近球形爆炸实验系统对木薯淀粉粉尘云的爆炸特性开展了实验研究,分别分析了点火延迟时间、粉尘云浓度、喷吹压力等因素对木薯淀粉粉尘云爆炸的影响,揭示了木薯淀粉粉尘云在密闭容器中的爆炸特性。结果表明,随点火延迟时间增加,木薯淀粉粉尘云最大爆炸压力先增大后减小;随粉尘云浓度增大,木薯淀粉粉尘云最大爆炸压力先增大后减小;随喷吹压力增大,木薯淀粉粉尘云最大爆炸压力先增大后减小。木薯淀粉的最大爆炸指数近似值属于St2级,木薯淀粉粉尘的爆炸危险性很大。本研究成果可为预防实际生产中的粉尘爆炸事故提供一定参考依据。     

半煤岩巷混合粉尘最低着火温度的实验研究北大核心

为研究半煤岩巷中岩粉含量、水含量与煤岩混合型粉尘云最低着火温度的关系,选取挥发分不同的5种煤样分别配制岩粉含量和水含量不同的混合型粉尘,采用控制变量的方法,利用粉尘云最低着火温度实验装置测定混合粉尘的最低着火温度。实验结果表明,岩粉不单只有抑制爆炸的效果,有时还会促进粉尘爆炸。水分的增加会使混合型粉尘云最低着火温度升高,当水的质量分数高于20%时,水分的增加会使混合型粉尘云最低着火温度大幅提高;挥发分越低的混合粉尘,对岩粉含量和水含量的变化越敏感。在半煤岩巷的生产和掘进过程中,应采用洒水等增加水分的方法,防止粉尘爆炸事故。     

半煤岩巷混合粉尘最低着火温度的实验研究

为研究半煤岩巷中岩粉含量、水含量与煤岩混合型粉尘云最低着火温度的关系,选取挥发分不同的5种煤样分别配制岩粉含量和水含量不同的混合型粉尘,采用控制变量的方法,利用粉尘云最低着火温度实验装置测定混合粉尘的最低着火温度。实验结果表明,岩粉不单只有抑制爆炸的效果,有时还会促进粉尘爆炸。水分的增加会使混合型粉尘云最低着火温度升高,当水的质量分数高于20%时,水分的增加会使混合型粉尘云最低着火温度大幅提高;挥发分越低的混合粉尘,对岩粉含量和水含量的变化越敏感。在半煤岩巷的生产和掘进过程中,应采用洒水等增加水分的方法,防止粉尘爆炸事故。     

金属硫化矿尘爆炸研究进展

金属硫化矿在工业上广泛应用的同时,在开采、储运等过程中带来了粉尘爆炸的危险,这是由于其包含的硫元素、铁元素化学性质活泼导致的。综述了近年来金属硫化矿尘爆炸的研究进展;具体分析了硫含量、铁含量、粉尘粒径与形状、粉尘质量浓度等因素对爆炸参数的影响,并与硫尘、煤尘爆炸做了对比;利用系统安全学理论,基于本质安全角度,从人（作业人员）-机（金属硫化矿尘）-环境（作业环境）3个方面阐述了预防与控制金属硫化矿尘爆炸的技术要点,并提出了磁黄铁矿掺杂影响、热力学、动力学模型等潜在的金属硫化矿尘爆炸研究方向。金属硫化矿尘爆炸独特的性质将使其成为新的研究热点,得到更深入的研究和应用。     

纯氧气氛下褐煤高压自燃规律的研究

为开发深部褐煤地下气化非接触式加压氧化点火工艺,通过加压热重实验,研究了纯氧气氛、不同压力下褐煤的自燃着火特征温度的变化规律及动力学参数,研究结果表明:当压力由常压上升到2.0MPa时,失重点T1由230.3℃上升到241.4℃,着火点T2由360.5℃下降到315.4℃,最大失重速率点T3由413.0℃下降到373.1℃,而且特征温度点随着压力的变化呈现线性变化规律;当压力由常压上升到2.0MPa时,表观活化能E由36.652k J/mol下降到13.766k J/mol,指前因子A由0.03479s-1下降到0.00079s-1,随着压力的增大E和A基本呈现线性下降趋势。因此,加压能促进褐煤的自燃,有利于煤层着火。     

预焙槽阳极压降改善潜力研究

针对我国铝电解吨铝电耗较高的现状,以186kA系列预焙阳极为研究对象,在正常生产条件下,对国内A、B、C三厂的阳极炭块压降、钢-炭压降、钢爪压降和爆炸焊压降进行了测量和比较,分析和研究了预焙阳极压降的改善潜力。研究结果表明,国内A、B、C三厂预焙阳极,爆炸焊压降均值最大相差12.2mV,钢爪压降均值最大相差19.8mV,钢-炭压降均值最大相差9~26mV,炭块压降均值最大相差275.8mV;炭块压降最小改善潜力为33.4mV,钢-炭压降最小改善潜力为34.2mV,钢爪压降最小改善潜力为8.7mV,爆炸焊压降最小改善潜力为7.9mV;A厂改善潜力有77.4~82.9mV,B厂改善潜力有77mV,C厂改善潜力有83.4mV。     

脉冲点火方式下点火能对甲烷爆炸极限的影响

为研究点火能对甲烷爆炸极限的影响规律,实验选用脉冲点火的方式,在校准了单个脉冲能量后使其满足在甲烷浓度8.9%时的最小点火能为0.28 mJ,在此基础上,选取点火能大小依次为0.7、2.2、3.7、5.2、9.6、26、106、241 mJ。实验结果表明,随着点火能量增加,甲烷爆炸上限会升高下限会降低,在点火能量0.7~26 mJ,甲烷爆炸上(下)限上升(下降)趋势明显,点火能量106~241 mJ,甲烷爆炸上(下)限上升(下降)趋势趋于缓和。比较上下限变化可知,点火能对甲烷爆炸上限的影响大于对爆炸下限的影响。     

多元可燃气体爆炸压力峰值的数值模拟

基于Fluent数值模拟软件,模拟了多元可燃气体在不同气氛(气体浓度、点火能量、初始压力)条件下CH4的爆炸压力峰值的变化规律。结果表明:加入CO气体后,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加22%,浓度12%的CH4压力峰值降低25%;加入C2H6,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加55%,浓度12%的CH4爆炸压力峰值降低64%;加入H2,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加22%,浓度12%的CH4爆炸压力峰值下降5%。当点火能量从1 J增加到10 J时,浓度9%的CH4爆炸压力峰值增加31%;当压力从101 325 Pa增加到1.5×101 325 Pa,浓度9.5%的CH4压力峰值增加24%。     

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。     

煤尘粒径与最低着火温度的关系研究

对所采集煤尘样品进行实验分析,测定了不同粒径范围下煤尘层和煤尘云的最低着火温度。结果表明,煤尘层和煤尘云的最低着火温度随着煤尘粒径的减小而降低;煤尘层的最低着火温度随煤尘层厚度的增大而降低;同一粒径范围内,煤尘层的最低着火温度低于煤尘云的最低着火温度。分析了煤尘层最低着火温度与煤尘云最低着火温度概念上的区别,并对煤矿防尘工作提出了可行建议。     

煤尘着火温度与其粒径的关系研究

通过测定不同粒径范围下煤尘层和煤尘云的最低着火温度,得到如下结果:煤尘层和煤尘云的最低着火温度随着煤尘粒径的减小而降低;煤尘层的最低着火温度随煤尘层厚度的增大而降低;同一粒径范围内,煤尘层的最低着火温度低于煤尘云的最低着火温度。分析了煤尘层着火温度与煤尘云最低着火温度概念上的区别,对煤矿防尘工作提出有效建议。     

瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸作用模式

应用连续相、颗粒相计算方法对瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸的传播过程进行数值模拟,并以此对爆炸作用模式及其异同进行研究。根据模拟结果,从不同煤尘云点火机理在爆炸过程中所起主导作用将爆炸模式分别确定为沉积煤尘扬尘爆炸和沉积煤尘火焰燃烧。进一步分析表明：不同爆炸作用模式显著改变冲击波和火焰传播规律,影响小规模诱导火焰区的长度...     

密闭管内甲烷－煤粉复合爆炸火焰传播规律的实验研究

在1.2 m长竖直爆炸管内对不同初始条件下的甲烷－煤粉混合物进行了弱点火火焰传播实验。分别考察了甲烷浓度、煤粉浓度、煤粉粒径以及点火延迟时间对复合爆炸火焰传播特性的影响。结果表明,煤粉的存在使得纯甲烷在空气中爆炸火焰传播速度显著增大,最大火焰传播速度出现在距离点火端0.425 m（长径比等于6）处;火焰传播至长管末端壁面后,爆炸压力达到最大值;甲烷浓度越接近化学当量比,火焰传播速度越快;火焰传播速度随煤粉浓度和点火延迟时间的变化趋势为先增大后减小,最佳煤粉浓度为500 g/m³,最佳点火延迟时间为500 ms;在一定粒径范围内,火焰传播速度随着煤粉粒径的增大而减小。     

甲烷-煤尘复合爆炸威力实验

建立了由压力变送器、数据采集卡、计算机和电极点火装置组成的密闭空间甲烷-煤尘复合爆炸实验系统,动态响应时间小于1 ms,测试精度为0.5级.对甲烷－煤尘复合爆炸威力进行了系统的实验研究.结果表明:密闭空间内甲烷－煤尘复合爆炸的最危险爆炸条件为甲烷浓度5%,煤尘浓度500 g/m³,煤尘粒径26 μm,点火延迟时间40 ms;最大爆炸压力与甲烷浓度、煤尘浓度和点火延迟时间呈二次函数关系;最大爆炸压力随着煤尘粒径的增大而减小.甲烷的存在使得纯煤尘在空气中的爆炸下限降低,而爆炸压力增大;同样,煤尘的存在使得甲烷的爆炸下限降低,而爆炸压力升高.