瓦斯抑爆材料研究进展及瓦斯吸收剂初步研究

瓦斯抑爆材料作为瓦斯治理的辅助技术,在瓦斯爆炸发生后,可以降低瓦斯爆炸的危害。本文总结了瓦斯抑爆材料的研究进展,并提出以吸附降低瓦斯浓度的方式设计瓦斯抑爆材料的设想,并以甲烷作为瓦斯的模型气体,用顶空气相色谱法测定吸收液中甲烷的浓度,研究了3种吸收剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、土温80(Tween 80)对甲烷的吸收效果。结果表明三种吸收剂均对甲烷有一定吸收作用,且Tween 80的吸收效果最好。     

我国煤矿瓦斯爆炸抑爆减灾技术的研究进展及发展趋势

瓦斯爆炸严重威胁着矿井安全开采,瓦斯爆炸防治一直是煤矿安全工作的重点之一。我国相关研究机构、学者在瓦斯爆炸防治领域开展了较广泛的研究,开发了一系列的瓦斯爆炸抑爆减灾技术及装备。从文献研究的角度出发,从基础研究、材料开发、装备研制3个方面对我国瓦斯抑爆减灾技术及装备的研究现状进行了综述与讨论。瓦斯爆炸及抑爆方面,国内学者主要基于实验手段,采用宏观的参数(如最大爆炸压力和最大压力上升速率等)表征瓦斯爆炸在障碍物激励或者抑爆剂抑制作用下的最终结果,缺乏对瓦斯爆炸过程中详细的爆炸或抑制过程的理论认识。瓦斯爆炸火焰传播过程中爆炸火焰-湍流-压力波的多场耦合作用下的火焰传播理论仍需完善,抑爆过程中抑爆介质对瓦斯爆炸反应的详细作用机制仍需明确。抑爆装置研制方面,近年发生的重(特)大瓦斯爆炸事故表明现有的瓦斯抑爆、控爆装备较难在矿井发生瓦斯爆炸时对瓦斯爆炸火焰实现精准探测、快速响应和高效抑爆,致使瓦斯爆炸抑爆装备在防控瓦斯爆炸过程中作用较为有限。对于瓦斯爆炸抑爆、控爆装置的配置方式及如何高效的实现抑爆、控爆功能仍需要进一步研究。减灾装备研制方面,国内学者主要考虑改变风井防爆门的结构以实现快速开启、复位功能。在这些设计中缺乏对风井防爆门在瞬时(ms)冲击作用下的破坏动态力学特征与动作响应特征的考虑。在未来,瓦斯爆炸抑爆减灾技术体系的研究以瓦斯爆炸机理及火焰传播特性理论为基础,打破以实验为主的研究手段,发展数值模拟理论模型,深入基础理论的研究;以瓦斯抑爆介质及其抑爆机理为核心,探寻具有物理和化学抑爆耦合作用机制的高效复合抑爆材料;以瓦斯抑爆装备和减灾技术为保障,发展兼顾快速、高精确度、高稳定性的瓦斯爆炸火焰探测技术,优化各抑爆、控爆设备的配置方式,研制具有抗冲击、多次泄压、快速复位、锁扣密封及自动控制功能的主-备一体化智能风井防爆门。     

浅析矿井瓦斯防爆抑爆

本文阐述一种新的影响煤矿瓦斯爆炸的主要原因,并总结了现今防爆抑爆的技术,针对矿井中不同地点提出防爆措施,以期改善煤矿安全状况。     

工作面瓦斯爆炸的抑爆剂

<正> 序言甲烷的点燃及爆炸是井工采煤过程中的一种灾害。其中许多爆炸都发生在使用连续采煤机的采煤工作面。在采煤过程中,截头截齿与可采矿物之间的撞击,会突然点燃甲烷发展成一种强度足以伤人或死人的瓦斯爆炸。目前防止这种灾害的措施是通风(即向工作面通风,工作面释放瓦斯时即冲淡瓦斯)和瓦斯排放(即在推进     

真空腔弱面材料厚度对瓦斯抑爆性能的影响

为了研究真空腔弱面材料厚度对瓦斯抑爆性能的影响,设计了瓦斯爆炸实验 Ⅰ 型管道,开展了无真空腔瓦斯抑爆实验和弱面材料厚度为0.1、0.2、0.3 mm条件下的真空腔瓦斯抑爆实验。实验结果表明,真空腔能够有效抑爆,当弱面材料厚度为0.1 mm时,真空腔抑爆效果最好,最大火焰信号强度仅为0.14 V,并在F6测点及以后趋于熄灭状态,所有测点的最大超压值均在0.08 MPa以下,达到了抑爆目的。     

瓦斯输送管道爆炸自动喷粉抑爆技术

通过论述自动喷粉抑爆技术原理及构成,分析总结瓦斯管道爆炸传播规律,得出自动喷粉抑爆技术抑爆效果主要取决于装备相应时间、干粉浓度粒度及NH4H2PO4质量分数。在DN500爆炸试验管道进行瓦斯管道爆炸传播试验和抑爆试验研究自动喷粉抑爆装置抑爆效果,抑爆器动作后,爆炸火焰在抑爆器后3.5 m内被扑灭,爆炸冲击波在爆炸火焰被扑灭后,不断衰减,最终消失。试验表明:自动喷粉抑爆技术能够有效的抑制瓦斯爆炸。     

催化型复合粉体抑爆剂抑制瓦斯爆炸压力实验研究

矿井瓦斯爆炸影响着矿井安全生产,瓦斯爆炸防治技术一直是矿井安全生产的重中之重。除了泄爆、隔爆等安全措施,抑爆也是一种高效防治技术。目前,投产使用的瓦斯爆炸抑制剂大多效果不佳,为了获取高效的粉体抑爆剂,以传统灭火剂KHCO3为基体材料,加入适量的二茂铁和微量的助磨剂、干燥剂,运用行星式球磨机,采用干法复配技术得到催化型复合粉体抑爆剂。通过标准的20 L球型爆炸装置,测试催化型复合粉体抑爆剂对瓦斯爆炸产生最大爆炸压力、最大压力上升速率等相关特征参数的影响。根据爆燃指数的计算结果对催化型复合粉体抑爆剂减缓瓦斯爆炸的危害程度进行详细分析。基于粉体表征结果对催化型复合粉体抑爆剂的抑制机理进行讨论。结果表明,二茂铁的加入明显改善了传统灭火剂KHCO3的团聚现象,提高了其热解性能。干燥剂增加复合抑制剂的疏水性能,使其在常温常压下更易储存和运输。球磨机的研磨使得复合抑爆剂的粒径大幅减小,经检测,催化型复合抑爆剂体积加权平均粒径为40.61μm。催化型复合粉体抑爆剂最佳的抑爆减灾质量浓度为0.1 g/L,当二茂铁、KHCO3、助磨剂与干燥剂3者质量比达到3∶16∶1时,催化型复合粉体抑爆剂展现了良好的抑...     

煤矿隔抑爆技术研究现状及发展趋势

瓦斯煤尘爆炸事故是煤矿安全生产的重大威胁,隔抑爆技术可以有效预防和控制煤矿瓦斯煤尘爆炸事故,能将已发生的爆炸控制在一定范围内,减少事故损失。分析了目前被动式和主动式隔抑爆技术的原理,阐述了世界上主要产煤国在隔抑爆技术及装备方面的研究现状。在此基础上,指出了该领域未来的发展趋势。     

粉体材料热特性对瓦斯抑爆效果影响的研究

对不同抑爆粉体材料进行了热分析实验,研究了Al(OH)3,Mg(OH)2,尿素3种抑爆材料的热解特性,通过抑爆材料的热解失重曲线(TG)和差式扫描曲线（DSC）得到有关热解的特性参数.实验结果表明：尿素热解起始温度（133 ℃）低于Al(OH)3和Mg(OH)2,且在热解过程的吸热量（1 291 J/g）大于Al(OH)3和Mg(OH)2.分析比较了3种材料对瓦斯爆炸的抑制机理,依据抑爆实验结果可知,尿素能够产生较大的吸热效应,发生较快的热解,产生较多自由基,其抑爆性能明显优于其他两种材料,并通过瓦斯爆炸实验得到了验证。     

氟化酮灭火剂用于瓦斯抑爆研究综述

介绍了氟化酮灭火剂的物理性质、毒性及环保性等方面的突出特点;分析了氟化酮灭火剂的灭火机理和热分解过程;提出了氟化酮灭火剂作为煤矿瓦斯抑爆剂的可能性;指出了其作为煤矿瓦斯抑爆剂的优缺点;探讨了目前氟化酮灭火剂用作煤矿瓦斯抑爆剂的可行性。     

管道抑爆装置在瓦斯抽采系统上的实践

通过对管道抑燃抑爆装置工作原理、响应时间、喷粉抑爆时间及管道爆炸危险点分析的研究,得出在瓦斯抽采系统中,抑爆装置最佳的安装位置和安装方式,从而抑制管道瓦斯爆炸灾害的扩大,为煤矿瓦斯抽采管道控制爆炸技术积累相关经验。     

抑制瓦斯煤尘爆炸传播的主动喷粉抑爆技术

通过阐述主动喷粉抑爆技术的技术原理,分析总结瓦斯煤尘爆炸传播规律,认为主动喷粉抑爆技术的应用效果主要与抑爆粉剂浓度、主动喷粉抑爆技术装备动作时间及瓦斯煤尘爆炸传播规律有关;并通过大型地下试验巷道,模拟实际应用主动喷粉抑爆技术及装备抑制实际发生的瓦斯煤尘爆炸传播试验,分析了主动喷粉抑爆技术对爆炸火焰及冲击波压力的抑爆效果,验证了主动喷粉抑爆技术能够在爆炸初期抑制瓦斯煤尘爆炸传播。     

ZYBG型瓦斯输送管道主动抑爆装置技术研究

ZYBG型矿用瓦斯输送管道主动抑爆装置采用双紫外火焰传感器探测爆炸信号,由控制器判定和分析信号,采用电子触发模式的抑爆器,若发现爆炸则由控制器启动抑爆器喷粉,完成抑爆。     

矿井煤尘爆炸及抑爆技术的研究现状及发展趋势

矿井煤尘爆炸事故往往会造成重大人员伤亡和财产损失。为了防止煤尘爆炸发生,研发高效绿色的抑爆材料,整理了国内外关于煤尘爆炸的研究情况,包括煤尘爆炸机理、爆炸特性、爆炸传播规律以及煤尘的抑爆技术,并针对煤尘爆炸方面的研究提出了未来发展趋势。分析结果表明,需对多因素及特殊环境下的煤尘爆炸特性进行深入研究,建立煤尘爆炸过程全景式分子作用机制的爆炸机理,并结合实际矿井环境对煤尘爆炸传播规律进行研究,结合爆炸机理研发新型抑爆材料,从本质上中断爆炸反应过程。     

Span80在瓦斯吸收抑爆材料中的应用

设计了一种在雾化状态下快速吸收煤矿井下瓦斯气体,降低瓦斯浓度和爆炸危险的水基瓦斯吸收材料.该材料以水为载体,Span80为瓦斯吸收剂,无机盐为添加剂.以瓦斯的主要成分甲烷作为瓦斯的模型气体,采用顶空气相色谱法测定材料吸收甲烷的含量,研究了Span80与无机盐添加剂NaHCO₃,NaClO,CH₃COONa,KHCO₃和NaOH复配后得到的吸收材料在雾化状态下对甲烷的吸收作用,并用进行气体爆炸反应的爆炸罐作为模拟瓦斯爆炸的实验平台.以爆炸后剩余甲烷的含量和爆炸过程中最高爆炸压力作为参数,对吸收材料的抑爆效果进行初步研究.结果表明：该材料对甲烷的吸收效果比纯水好,并且对甲烷与空气混合物的爆炸有一定的抑制作用;碱性无机盐可以增加Span80在水中的分散性,增加甲烷与吸收剂的接触面积,其在水中形成的混合胶束可增溶甲烷.     

链式反应理论在矿井瓦斯抑爆中的应用

根据现代化学领域中的链式反应和活化能理论,结合Gaussian软件对瓦斯爆炸链式反应进行了微观热力学、动力学分析,并从冷却降温、屏蔽阻隔、均相抑制作用角度进行了矿井瓦斯的抑爆机理分析。结果表明,通过增加自由基消耗速度,减慢其增长速度,链式反应理论在矿井瓦斯抑爆中得到成功应用。     

煤矿井下火区瓦斯爆炸因素分析及抑爆措施

CH4矿井火灾事故处理一直是最危险、最难决策的问题。在对CH4爆炸的机理、条件、影响因素,火区影响通风因素、气体成分进行探讨的基础上,对惰性气体(N2、CO2)灭火抑爆性能进行了对比分析,得出结论:当火区注入N2浓度达36%、CO2浓度达23%时,火区就失去爆炸危险性;向灾区注入惰性气体惰化灾区,不但能起到抑燃灭火作用,更重要能抑制灾区爆炸事故的发生,防止事故扩大。     

煤矿瓦斯爆炸水幕抑爆系统研究

介绍了一种新研制的水幕抑爆系统,并对其抑爆效果进行了实验验证。实验研究表明,水幕抑爆系统在一定条件下,能够有效地抑制井下瓦斯爆炸过程。水幕抑爆系统在喷嘴主要参数、安装方式、水幕间距确定情况下,抑爆效果主要与各装置安装位置、喷雾压力、喷雾强度和水幕带长度有关。水幕抑爆系统的研制,为有效抑制井下瓦斯爆炸提供了一种新型的方法,特别是对煤矿发生的二次爆炸或多次爆炸具有更好的抑制效果,而且可以降低由于爆炸反应升高的环境温度,保护水幕设施后的人员和设备,防止温度过高引起的二次爆炸。     

低浓度瓦斯输送管道抑爆装置

针对低浓度瓦斯输送管道易燃、易爆等问题,研制了一套主动抑爆装置。介绍了抑爆装置构成原理,围绕着瓦斯爆炸传播规律,从软硬件2方面提升抑爆器、控制器、火焰传感器的响应时间及抗干扰能力。数次的管道爆炸试验证明该抑爆系统响应速度快、灭火效果好、稳定可靠。     

我国首引瓦斯自动抑爆系统

山西太原理工大学与山西兰花集团从南非共同引进的“瓦斯主动抑爆系统”已进入投产阶段。据专家介绍,这一抑爆系统是目前世界预防瓦斯爆炸的最先进技术,而我国是首次引进该技术。据了解,本次引进的由南非HS公司研发的主动抑爆系统,对突发的瓦斯增高和意外火花的产生,能够在毫秒级的时间内,以特定的阻燃介质形成抑爆屏障,阻断瓦斯爆炸传播反应链．