矿井瓦斯爆炸纳米粉体控制技术的探讨

矿井瓦斯爆炸严重威胁着煤矿的安全生产,现有的瓦斯控爆材料和技术并不能有效控制瓦斯灾害的发生。瓦斯爆炸是一种剧烈而迅速的自由基链锁反应,纳米粒子的表面效应提高了粉体对自由基的吸附能力和选择性能。本文主要对纳米粉体控制矿井瓦斯爆炸的问题进行了探讨,并对其研究和应用前景做了大胆的假设和构想。希望纳米粉体材料能在矿井瓦斯控爆方面取得突破。     

超细磷酸铵盐干粉抑制瓦斯爆炸的实验研究

磷酸铵盐干粉是哈龙灭火剂的最佳替代品之一,同时,超细干粉的灭火效果要远远大于普通的干粉灭火剂。将超细磷酸铵盐干粉用于抑制瓦斯爆炸,采用容积为20 L近球形气体抑爆实验系统,测试粒径为22μm的超细磷酸铵盐干粉对瓦斯的抑爆效果。实验结果表明:该超细磷酸铵盐干粉使浓度为7%的瓦斯最大爆炸压力pm最大降低32%,同时,粉体最佳抑爆浓度为50 g/m3。实验证明,抑爆粉体的抑爆效果不仅与粉体的浓度有关,同时也与瓦斯浓度有一定的关系。     

硅藻土粉体抑制瓦斯爆炸的实验研究

采用自主改进的20 L近球型抑爆实验系统,测试添加硅藻土粉体时瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同石英粉对比分析其抑爆效果,结合热重分析方法研究硅藻土表面物化特性对抑爆作用过程的影响.结果表明:硅藻土粉体对瓦斯爆炸具有一定的抑制作用,且效果优于石英粉;质量浓度为0.1 g/L的硅藻土粉体可使甲烷与空气混合气体(甲烷体积分数7%)的爆炸压力下降30%左右,爆炸极限范围缩小约28%;硅藻土微孔结构和表面羟基特点是影响其抑爆效果的关键因素.     

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     

惰性气体抑制矿井瓦斯爆炸的实验研究

通过实验,对比研究了惰性气体CO2和N2对瓦斯浓度爆炸极限和临界氧浓度的影响。实验结果表明,惰性气体CO2和N2对瓦斯爆炸具有一定的抑制作用,且CO2比N2有更好的抑制效果。该研究对矿井瓦斯爆炸事故的预防,指导支链燃烧与支链爆炸的实践,均具有积极的意义。     

2种气体状态下瓦斯爆炸极限范围的研究

为研究2种气体状态下的瓦斯爆炸极限附近的瓦斯爆炸压力规律,运用20 L爆炸特性测试系统,对不同瓦斯浓度下瓦斯爆炸压力变化进行记录,绘图,从而直观性分析瓦斯爆炸压力规律及确定瓦斯爆炸极限范围。研究得出了2种气体状态下瓦斯爆炸上下限的瓦斯浓度范围,确定了瓦斯爆炸极限。同时,还得出在浓度相差不大的瓦斯爆炸压力的大体趋势为,在静止状态下点火后瓦斯爆炸压力随时间增长缓慢增长,而湍流状态下点火后瓦斯爆炸压力增长较为迅速。     

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...     

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。     

输送管道内低浓度瓦斯爆炸抑制试验

自动喷粉抑爆装置是低浓度瓦斯管道输送的重要安全保障设备之一。运用内径500 mm爆炸管道研究自动喷粉抑爆装置对输送管道内低浓度瓦斯爆炸传播的抑制效果,并分析其抑爆机理。结果表明:抑爆效果受抑爆装置安装位置的影响很大,火焰传感器与抑爆器的最小安装距离为20 m。爆炸火焰在抑爆器后方需传播一定距离才能被完全扑灭,存在一个区间和时间的过程。冲击波压力峰值由于产气剂喷射压力的抵消和ABC干粉灭火剂的抑制作用发生衰减,但衰减幅度相对较小。     

P_2O_5粉体抑制瓦斯爆炸的实验研究

为测定NH_4H_2PO_4的受热分解产物P_2O_5对CH_4爆炸的抑制作用,采用20 L近球形密闭式气体爆炸实验系统对3种不同浓度的P_2O_5粉体进行CH_4爆炸试验,研究P_2O_5的抑爆性能及抑爆机理。试验结果表明:P_2O_5粉体对CH_4爆炸有一定的抑制作用;理论分析认为,P_2O_5分子的多孔网状结构能够有效吸附爆炸中产生的活性自由基,从而抑制CH_4爆炸。     

管道内障碍物形状对瓦斯爆炸影响的试验研究

为了预防和降低瓦斯爆炸造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体一粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,在常温常压下,使用4种不同形状的障碍物,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明：障碍物的存在对瓦斯爆炸具有显著影响,增大了爆炸压力和火焰传播速度,改变了爆炸压力变化规律。障碍物形状对瓦斯爆炸影响程度不同,即挡板障碍物使得爆炸压力和火焰传播速度最大,4孔圆环影响最小。     

φ700 mm管道细水雾抑制瓦斯爆炸试验研究

为了预防瓦斯在输送和排放管道中的爆炸,在φ700 mm管道进行了细水雾抑制瓦斯爆炸试验。结果表明:在一定水流量和水雾带长度条件下,细水雾能够抑制管道内瓦斯爆炸,抑制瓦斯爆炸距离最短为41.5 m、最长为63.7 m;抑制瓦斯爆炸的最佳喷嘴水流量为5.03 L/min,水雾带长度为33 m;抑制瓦斯爆炸水流量越大,抑制瓦斯爆炸后爆炸压力最大值越小,但喷嘴水流量达到6.19 L/min后,水流量的增加对抑制瓦斯爆炸后爆炸压力最大值影响不明显;细水雾抑制瓦斯爆炸系统安装于管道10~50 m时抑制瓦斯爆炸比较理想。     

模拟煤矿巷道内瓦斯爆炸特性的试验研究

针对近年来煤矿瓦斯爆炸事故频发的情况,利用不同长度的水平管道来模拟煤矿巷道瓦斯爆炸,研究瓦斯的爆炸极限、最大爆炸压力及其浓度、最大爆炸压力上升速率等爆炸特性,同时分析了瓦斯爆炸压力在管道内的变化情况,为预防煤矿巷道内的瓦斯爆炸提供理论依据.     

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。     

CO_2气体对瓦斯爆炸的阻尼效应研究

为研究CO_2气体对瓦斯爆炸的阻尼效应,以定容弹模型模拟采空区(受限空间),采用数值计算方法,从化学动力学角度,在机理上进行了研究。结果表明:随着CO_2气体的冲入,瓦斯爆炸延迟时间逐渐增大,爆炸强度逐渐减弱,对灾害气体(NO)及链式反应自由基的抑制加强,同时促进甲烷生成与消耗的关键反应步敏感性系数整体不断降低,但促进CH4生成降低幅度小于促进CH4消耗降低幅度。     

瓦斯爆炸气体成分实验研究

通过瓦斯爆炸实验,分析了瓦斯爆炸后的各种气体成分;总结了不同体积分数的瓦斯爆炸后CO,CO2,H2气体的体积分数变化规律。研究结果能够为瓦斯爆炸事故调查提供依据,对减少瓦斯爆炸事故中的伤亡具有重要意义。     

瓦斯爆炸对动物损伤的试验研究

在直径2000mm的管道中模拟井下瓦斯爆炸,进行动物损伤试验,通过测试瓦斯爆炸压力、温度和火焰传播速度,分析所测数据和观察动物损伤程度,研究瓦斯爆炸对动物造成的损伤程度,为防止和减小瓦斯爆炸危害提供基础依据。     

瓦斯爆炸火焰锋面参数测试技术实验研究

 为了探究煤矿瓦斯爆炸事故中瓦斯爆炸火焰锋面特征,在实验室模拟巷道的小型管道内进行瓦斯爆炸火焰传播实验。在管道内同一截面处,利用微细热电偶、离子探针、压力传感器及光电传感器同时测得了火焰锋面温度、离子电流强度、压力、光信号。对四种火焰锋面参数信号比较分析,结果表明：传播火焰阵面的火焰光信号、温度信号、离子电流信号稍快于压力信号,瓦斯浓度为10.17%的传播火焰在测点处火焰锋面最高温度值为1238.8℃,最高压力值为2.28atm,最高离子电流强度值为258nA;处理热电偶温度信号计算出的火焰锋面厚度为44.8cm和离子电流信号计算出的火焰锋面厚度为68.5cm,两者属于同一数量级。实验结论为进一步认识瓦斯爆炸火焰锋面在瓦斯爆炸事故中的作用和矿井防爆设备和预警设计提供一定的参考依据。