矿井煤尘爆炸的预防和限制

<正> 煤尘具有在较低温度时强烈氧化的能力,从爆炸角度来看有严重的危险性。煤尘危险因为它不仅是参与瓦斯爆炸的组分,而且加剧了产生爆炸波破坏的作用,在一定条件下,就是完全没有沼气也会成为爆源。煤尘能把少量瓦斯的爆炸转化成巨大的破坏力量。另外,矿井空气中存在微细而又干燥的煤尘,使沼气爆炸下限显著的降低。参与瓦斯爆炸     

试述煤尘沉积速度和清扫周期的关系

煤尘是煤矿井下五大灾害之一。是安全生产中的一大隐患。即有沉积煤尘的存在,就有大量的浮游煤尘。不但威胁矿工的身心健康,还能造成煤尘爆炸等重大事故,给国家和人民在政治上、经济上都带来巨大损失。因此,掌握煤尘沉积速度和清扫周期的变化规律及其关系,对根治沉积煤尘,防止煤尘爆炸及灾变扩大有重要意义。也是当前安全生产中需要研究解决的重要课题。为此,根据甘豪煤矿现场检测的资料和分析作简要介绍,供防尘工作者参考。 一、概述 甘豪煤矿是1984年12月投产的年产60万吨矿井。煤种为主焦煤,属于瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。煤层厚3～4米,煤层倾角12度。现有两个采区:一、三采区生产,二采区在开     

冲击气流诱导对沉积煤尘参与瓦斯爆炸的试验研究

为研究井下瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸现象,利用独头试验巷道模拟不同体积瓦斯爆炸产生不同诱导强度的冲击气流,并对沉积煤尘的诱导飞扬能力和参与爆炸传播规律进行研究。结果表明:瓦斯爆炸产生的冲击气流能卷扬沉积煤尘飞扬,形成煤尘"二次爆炸",进一步扩大爆炸的伤害范围;当瓦斯区的气体体积从50 m3增加到200 m3时,瓦斯爆炸产生冲击气流在瓦斯段峰值压力从0.14 MPa增加到0.31 MPa,卷扬沉积煤尘的诱导卷扬能力增强;试验测试煤尘段的最大爆炸压力分别达到0.36和0.83 MPa;无煤尘火焰长度分别为75.1和115.2 m,整个爆炸过程朝更迅猛的方向发展。     

矿井瓦斯煤尘爆炸传播实验研究

煤矿中瓦斯爆炸容易引起煤尘参与爆炸,且掘进工作面是瓦斯煤尘爆炸事故的多发区域。在与实际矿井环境、几何条件相似的大型地下试验巷道中,进行了独头巷道瓦斯煤尘爆炸火焰、冲击波传播试验。试验中,瓦斯煤尘爆炸火焰到达各测点的时间与测点距离呈对数函数关系;爆炸火焰的传播速度在铺有煤尘段迅速上升,过了煤尘段开始下降;火焰区长度约为煤尘区长度的2倍;爆炸冲击波压力在铺有煤尘段前端降到最低值,然后迅速上升到最大值后下降。实验结论为煤矿隔抑爆装置的研制和安装提供了理论基础。瓦斯煤尘爆炸与单纯瓦斯爆炸相比,最大爆炸压力峰值大,火焰传播速度快;瓦斯煤尘爆炸的威力和破坏程度,要远远大于单纯瓦斯爆炸。因此,在煤矿实施防尘降尘技术,具有十分重要的意义。     

瓦斯、煤尘共存条件下爆炸极限变化规律实验研究

采用20L近球形爆炸特性测试系统对瓦斯、煤尘共存条件下爆炸极限变化规律进行了实验研究。研究发现:在本实验条件下,煤尘的爆炸下限浓度随瓦斯浓度的增加而逐渐下降,纯煤尘时的爆炸下限浓度是28.4g/m3,当加入1.70%浓度瓦斯时,煤尘爆炸下限浓度下降到7.8g/m3,且煤尘爆炸下限与瓦斯浓度呈指数函数关系变化;瓦斯的爆炸极限随煤尘浓度的增加发生改变,且与煤尘浓度呈不同的指数函数关系;纯瓦斯的爆炸上限为15.8%,而加入100g/m3的煤尘后瓦斯的爆炸上限下降到了12.8%;瓦斯的爆炸下限随煤尘浓度的增加逐渐下降,纯瓦斯的爆炸下限为5.10%,而加入100g/m3的煤尘后瓦斯的爆炸下限下降到了3.1%。研究结果为煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故的防治提供理论依据。     

煤尘的爆炸与防治

煤尘爆炸的规律和影响因素煤尘爆炸是有条件有规律的,其爆炸规律是:飞扬在空气中一定细度、一定浓度的可爆性煤尘,遇到火就会引燃爆炸.沉积煤尘不会爆炸;飞扬的煤尘不遇火也不会爆炸,具体的说,煤尘爆炸必须具备三个条件:一、煤尘本身具有爆炸性二、煤尘在空气中呈悬浮状态(即所谓煤尘云)而且具有一定浓度,就是说,煤尘在热化之后,煤尘放出的热量必须超过散失在     

煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响研究

瓦斯和煤尘复合爆炸是煤矿井下爆炸灾害的主要形式之一,研究瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律,是有效防治煤矿爆炸灾害的必备条件。为研究煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响,特选用2种组分不同的煤尘(烟煤和无烟煤)。依据EN 14034标准,使用10 kJ化学点火头在标准20L球形爆炸容器中,分别对2种煤尘的最小爆炸浓度、相同试验条件下的瓦斯爆炸下限以及煤尘与瓦斯的复合爆炸下限进行了测量。试验测得烟煤和无烟煤的最小爆炸浓度分别为50 g/m^3和70 g/m^3,瓦斯爆炸下限为4%。当煤尘中分别通入1%、2%、3%、4%的瓦斯后,烟煤最小爆炸浓度分别降低至40、20、5、0 g/m^3,无烟煤最小爆炸浓度分别降低至50、20、5、0 g/m^3。基于上述测量结果,对比分析了煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律的影响,并探讨了Le Chatelier、Bartknecht、Jiang等气粉复合爆炸下限预测模型对瓦斯/煤尘复合体系的适用性。结果表明:2种煤尘的最小爆炸浓度均随瓦斯浓度的增大而降低,但挥发分含量低的煤尘降幅更大,即瓦斯对低挥发分煤尘最小爆炸浓度的影响更为显著。Jiang模型预测值远远偏离实际测量值;Le Chatelier模型预测值高于实际测量值,且误差随瓦斯浓度的增大而增大;Bartknecht模型适用性相对较好,且更适用于低挥发分瓦斯/煤尘复合体系。     

不同总量沉积煤尘在瓦斯爆炸诱导下的传播规律模拟研究

应用连续相、颗粒相计算方法对瓦斯爆炸诱导不同量沉积煤尘参与爆炸进行数值模拟,对煤尘参与爆炸的行为机理进行了研究。结合瓦斯爆炸传播的两波三区结构理论,以及冲击气流对诱导煤尘颗粒飞扬、点火过程,分析了不同总量煤尘条件下的爆炸火焰发生情况及其作用机理,并对不同模式下煤尘区的冲击波和火焰传播的规律进行定量讨论,为认清瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的机理,有效预防瓦斯煤尘爆炸提供理论基础。     

独头巷道中瓦斯爆炸引爆沉积煤尘的试验

介绍了独头巷道中瓦斯爆炸引起沉积煤尘爆炸的试验情况，计算了起爆瓦斯的爆炸参量，建立了沉积煤尘在爆压作用下飞扬和爆炸的物理模型，并对结果进行了分析和讨论。     

独头巷道中瓦斯爆炸引爆沉积煤尘的试验

介绍了狡头巷道中瓦斯爆炸引起沉积煤尘爆炸的试验情况，计算了起爆瓦斯的爆炸参量，建立了沉积煤尘在爆压作用下飞扬和爆炸的物理模型，冻对结果进行了分析和讨论。     

科研成果

瓦斯、煤尘爆炸试验站工程验收和测试系统煤炭科学研究院于1983年3月12～14日,在煤炭科学研究院重庆研究所召开了瓦斯、煤尘爆炸试验站工程验收和测试系统技术鉴定会。参加会议的有煤矿、科研、设计、院校和基建工程处等单位的代表。该试验站是为研究煤尘、瓦斯爆炸和隔绝爆炸技术而建设的大型试验基地。主要工程包括总长896m的瓦斯、煤尘爆炸试验巷道、测试控制化验     

高挥发分煤尘对瓦斯爆炸极限的影响

瓦斯爆炸是影响煤矿安全生产的重大灾害之一,煤尘的存在会影响瓦斯的爆炸极限。运用20 L爆炸特性测试系统研究了高挥发分煤尘对瓦斯爆炸极限的影响,并对实验煤样在40~260℃进行了析出气体分析。实验结果表明:在有煤尘参与的条件下,瓦斯爆炸上限变得更低,当加入100 g/m3煤尘后,瓦斯爆炸上限下降到了12.8%。在爆炸下限附近,煤尘对瓦斯爆炸有促进作用,煤尘的存在使得瓦斯爆炸下限会变得更低,加入100 g/m3煤尘后,瓦斯爆炸的下限下降到了3.1%。     

煤矿瓦斯煤尘燃烧与爆炸研究现状及展望

瓦斯煤尘爆炸事故是煤矿灾害事故之一,为了预防和控制井下此类事故的发生,国内外研究者采用理论分析、实验研究和数值模拟等手段对瓦斯煤尘着火特性、瓦斯煤尘复合火焰传播规律及瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸等进行了深入的大量的研究,本文对该研究方向上的国内外研究成果进行了综合评述,并展望了瓦斯煤尘爆炸未来科研方向上的关注点。     

铜皮电雷管与铁皮电雷管对瓦斯、煤尘安全度的比较

1前言以前煤矿许用电雷管对瓦斯安全度进行了研究，但对煤尘的安全度还有不少疑点。煤矿用电雷管在煤矿采掘现场因爆炸不完全作为残留雷管混入煤中，有时流进用户而引爆及其它原因起爆时，成为可燃物和空气混合物着火的原因是存在的。例如，火力发电厂锅炉用煤粉，是用80～150C热风，使煤粉成浮游粉尘状态送进锅炉中燃烧，在这种高温浮游煤粉中起爆雷管，能否引爆煤粉是需要明确的。为此，在上述条件下起爆雷管能否成为煤粉的着火源，通过高速摄影观测雷管的火焰及火花对煤粉的安全度及对瓦斯的安全度进行了研究。2试验装置ZI煤尘试验试验…     

管道中煤尘爆炸特性实验

在长度为32.4 m、内径为199 mm的圆形管道中采用强点火方式对甲烷-空气混合物及甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压传播规律及爆速进行了研究。研究结果表明：强点火条件下甲烷－空气混合物的最大爆压和爆速分别为4 MPa、1 766 m/s,在标准状态瓦斯爆炸极限浓度外2.5%、4.1%、15.2%时也出现稳定爆轰。相同浓度甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压及爆速要大于甲烷-空气、煤尘-空气混合物,甲烷-煤尘-空气混合物在爆炸当量浓度时,随着煤尘浓度越大,瓦斯浓度越小,爆炸超压和爆速越小。     

低浓度瓦斯对煤尘爆炸下限的影响研究

采用20 L钢制近球形爆炸特性测试系统,对低浓度瓦斯参与条件下、3种不同煤尘的爆炸下限变化规律进行了试验研究。研究发现:在本试验条件下,煤尘的爆炸下限浓度随瓦斯浓度的增加而逐渐下降;当瓦斯浓度在0~1.0%范围内,煤质组成成分对爆炸下限影响较大,相应的瓦斯和煤尘共存的爆炸复合体系表现为"强煤尘"性;当瓦斯浓度大于1%时,煤尘爆炸下限浓度的数值差异不大,煤质成分对煤尘爆炸下限的影响不再明显,相应的瓦斯煤尘共存的复合爆炸体系表现为"强瓦斯"性。     

低浓度瓦斯对煤尘爆炸下限的影响研究北大核心

采用20 L钢制近球形爆炸特性测试系统,对低浓度瓦斯参与条件下、3种不同煤尘的爆炸下限变化规律进行了试验研究。研究发现:在本试验条件下,煤尘的爆炸下限浓度随瓦斯浓度的增加而逐渐下降;当瓦斯浓度在0~1.0%范围内,煤质组成成分对爆炸下限影响较大,相应的瓦斯和煤尘共存的爆炸复合体系表现为"强煤尘"性;当瓦斯浓度大于1%时,煤尘爆炸下限浓度的数值差异不大,煤质成分对煤尘爆炸下限的影响不再明显,相应的瓦斯煤尘共存的复合爆炸体系表现为"强瓦斯"性。     

煤尘瓦斯爆炸试验中的微机应用初探

<正> 一、概述 煤尘瓦斯爆炸试验,能研究煤尘瓦斯爆炸的机理、爆炸规律以及隔绝煤尘瓦斯爆炸的传播。目前,世界各国煤矿发生煤尘瓦斯爆炸事故未能完全杜绝。怎样防止煤尘瓦斯的爆炸?若发生了爆炸,怎样隔绝爆炸的传播?这方面的研究正方兴未艾。 为有效地进行煤尘瓦斯爆炸的研究,我     

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...     

不同煤种对瓦斯煤尘爆炸影响的实验研究

为了进一步探究不同煤种参与的瓦斯煤尘爆炸的传播规律,选取3种具有代表性的煤尘在自制的半封闭管道内进行试验,主要研究了瓦斯煤尘爆炸火焰传播速度、火焰面发光强度和最大爆炸压力。研究结果表明:瓦斯煤尘爆炸的最大爆炸压力和火焰传播速度皆随着煤尘浓度的增加呈先上升后下降的趋势;存在着一个最佳的瓦斯浓度和煤尘浓度,使火焰传播速度达到最大,发光强度也达到最大;火焰传播速度、最大爆炸压力和爆炸产生的发光强度都是按褐煤、烟煤、无烟煤依次降低。