煤矿瓦斯煤尘爆炸的动力学特性研究进展

随着煤炭科技的不断发展，瓦斯煤尘爆炸灾害已成为制约煤炭高效智能化开采的重要因素，严重威胁煤矿的安全生产过程。为了明确瓦斯煤尘爆炸的最新研究进展，为煤矿智能化发展提供有力的安全保障，通过文献研究，从3个方面综合论述了近些年国内外对瓦斯煤尘爆炸的动力学特性研究现状及发展趋势。一是瓦斯煤尘爆炸火焰生成机理研究。二是瓦斯煤尘爆炸火焰演化规律研究。三是瓦斯煤尘爆炸传播关键表征技术。后续研究过程中，应继续深入开展瓦斯爆炸对沉积煤尘诱导机制的研究工作，分析瓦斯爆炸冲击波的扬尘机理以及压力波和火焰作用下的煤尘粒子运动并参与反应的过程，探明不同瓦斯爆炸强度条件下的扬尘区域及煤尘参与爆炸的范围，并建立高精度瓦斯煤尘爆炸反演模型，实现瓦斯煤尘爆炸灾害的有效控制。     

浅谈煤尘爆炸的预防措施

煤尘爆炸是煤矿的重大灾害事故之一。本文结合煤尘爆炸的特征及煤尘爆炸的条件,根据《煤矿安全规程》的有关规定,就预防煤尘爆炸的措施进行了探讨。     

浅谈煤矿通风安全隐患与管理措施改进

煤炭是我国的主要能源,它在一次性能源结构中占70%左右。然而,由于开采环境复杂和影响因素的多样性,总会出现矿山瓦斯、煤尘、水和顶底板事故,其中瓦斯煤尘爆炸发生较频繁。对多起瓦斯煤尘爆炸事故调查分析得出,多数是由于煤矿通风不良造成瓦斯局部聚集。另外,遇上不同原因引起的火花,导致了瓦斯爆炸或者瓦斯煤尘爆炸。本文着重探讨加强煤矿通风安全隐患管理措施,希望能为煤矿开采中通风管理工作提供一定的帮助。     

煤矿粉尘爆炸原因分析及防治措施

研究煤矿粉尘的性质和爆炸条件。通过对煤尘爆炸的主要特征和原因分析提出煤尘爆炸的防治措施,说明煤尘灾害防治对煤矿安全生产意义重大。     

井下煤尘爆炸机理及其防治

本文分析了煤矿井下煤尘爆炸的机理、条件与特征,提出了防止煤尘爆炸的防尘、防止煤尘引燃、隔爆措施的措施。     

浅析矿尘的危害与防治

矿尘是煤矿五大灾害之一,严重威胁着煤矿生产安全有序的进行。本文通过对矿尘概念以及其危害的介绍,分析了煤尘爆炸的条件,并阐明了预防煤尘爆炸和传播途径的减尘和降尘措施以及防止煤尘被引燃的措施和隔爆措施等。     

瓦斯煤尘爆炸火焰温度的测定

用自己研制的红外高温辐射计,在一端开口的直径200cm、长2900cm的大型地面模拟爆炸试验管道上,在不同的条件下(瓦斯-空气,瓦斯-空气-煤尘),对瓦斯煤尘爆炸火焰的光谱特性进行了测量。根据测量的波长λ=4.346μm的绝对辐射强度和我们选择的物理模型,获得了不同状态下瓦斯煤尘爆炸火焰的温度。     

综掘机粉尘治理研究与应用

通过进行综合防尘研究，采取强劲有力的防尘措施，工作面的粉尘浓度有了大幅度的下降，杜绝了煤尘爆炸的发生和最大限度地减少了职工患煤肺病的可能。     

褐煤煤尘爆炸火焰传播特性及燃烧热分解机理研究

煤尘爆炸是矿井安全开采的主要危险源之一。以褐煤煤尘为研究对象,探究煤尘粒径对煤尘火焰传播过程的影响。用高速摄影装置记录火焰的传播过程,进而分析不同粒径下煤尘爆炸火焰传播的高度和速度。为进一步分析煤尘燃烧过程中的化学反应机理,借助反应分子动力学方法对煤分子燃烧中的初始热分解过程进行了模拟。研究结果表明:爆炸火焰传播高度呈先增加、后稳定的趋势,传播速度呈先增大、后减小的趋势;随着煤尘粒径的减小,火焰传播高度和传播速度均呈增大的趋势;当煤尘粒径为10.5 μm时,火焰传播高度和传播速度的峰值分别为623 mm和4.3 m/s;煤尘热分解主要产物为H₂、H₂O、CO₂和CH₂O,这些产物进一步与氧气的结合会促进煤尘燃烧和火焰传播过程,使得整个体系燃速加快。为煤尘热分解和燃烧提供了较为充分的数据基础。     

浅析煤矿矿井通风安全控制

煤炭是我国的第一能源．在一次性能源结构中占70％以上。但是,由于开采条件的复杂性,使得矿山瓦斯、煤尘、水。火、顶底板事故的隐患无处不在。在已发生的重大事故中,瓦斯煤尘爆炸占了绝大多数。在这些瓦斯事故中,绝大部分是由于通风不良造成局部瓦斯积聚．再遇上由于各种不同原因引起的火花,从而引起瓦斯或瓦斯煤尘爆炸。因此,本文对煤矿矿井通风安全控制中的影响因素的分析具有一定的意义。一     

密闭空间煤粉爆炸特性的实验研究

为了探明煤粉在密闭空间中的爆炸特性参数,利用20 L球形爆炸装置进行实验测试,实验研究了不同点火能量对煤粉爆炸行为的影响,对比CaCO_3和Al(OH)_3两种惰性介质的抑爆效果及惰性介质的抑爆效力随点火能量的变化规律进行了重点探讨。结果表明:随着点火能量的增加,爆炸压力随着煤粉浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,在同一浓度下,粉尘最大爆炸压力和最大升压速率呈线性上升,在高浓度下,粉尘爆炸压力受点火能量的影响更显著;添加CaCO_3和Al(OH)_3能够降低煤粉的爆炸压力,相对于CaCO_3的物理抑爆而言,Al(OH)_3的物理-化学抑爆效果更佳;惰性介质抑爆效力随点火能量增加而下降,建议采用5~10 k J点火能量考察惰性介质对煤粉爆炸的抑制效力。     

云台山隧道爆破技术安全管理浅谈

侯月铁路云台山隧道,是一座瓦斯特长单线隧道。在原焦作矿院的配合下,顺利安全地完成了平导与主洞的22次石门揭煤,没有出现一次瓦斯煤尘爆炸安全事故。本文介绍了第1次揭煤爆破选型、爆破参数设计,以及瓦斯隧道的瓦斯浓度安全标准、电气管理、爆破作业与火源管理等一系列管理措施;为瓦斯隧道爆破安全施工提供了宝贵的管理经验。     

Inhibition characteristics of coal dust explosion at the gasification atmosphere

The risk of coal dust explosion threatens the safety of coal gasification process. To reveal the inhibition of carrageenan dry-water material (CDM) on coal dust explosion, a 20 L spherical explosive device was adopted to compare with SiO₂ and NH₄H₂PO₄ at the atmosphere of coal gasification. The thermal decomposition behavior and chemical structures of the explosion residues were characterized by synchronous thermal analyzer, X-ray photoelectron spectroscopy and FTIR. The results indicate that the CDM showed the optimal inhibiting effect on 300 mesh and the maximum explosion pressure of anthracite coal dust was reduced to 0.02 MPa with the percentage of 97.53%. At the same concentration, the inhibiting effect of CDM on the coal dust explosion was better than that of SiO₂ and weaker than that of NH₄H₂PO₄. Through the residues analysis, the CDM mainly prevented the volatilization of C-H and consumption of oxygen-containing groups and sulfur-containing groups contributing to the inhibition of coal dust explosion.     

煤矿许用MSA型乳化炸药的研究

文章从导致煤矿煤尘、瓦斯燃烧和爆炸的因素入手,介绍了一种组分简单、性能优良的煤矿许用乳化炸药,且该乳化炸药是对MSA型乳化炸药系列化配方的补充和完善.     

Re-explosion hazard potential of solid residues and gaseous products of coal dust explosion

In the present work, solid residues and gaseous products after the initial explosion of coal dust were collected by self-made devices, respectively, and their explosiveness was further studied to assess the re-explosion hazard. The results show that the solid residue can explode again, and its explosion pressure (P_ex) and pressure rise rate ((dP/dt)_ex) both increase gradually as dust concentration and ignition energy increase, but decrease with the larger particle size. Solid residue is characterized by a lower deflagration index (K_st) than raw lignite dust, but it can produce greater severity than some raw high-rank coal dust in some cases. The gaseous products of coal dust explosion are mainly composed of CO, H₂ and CH₄, and some trace gases. The volume fraction of CO and H₂ in the gaseous products rises in proportion to the concentration of coal dust. For coal dust explosion with a concentration >200 g/m³, the gaseous products collected are flammable and have a wider explosion limit and a lower limited oxygen content. This research provides valuable information and reference for future prevention and control of secondary explosion disasters in coal mines.     

Investigation of lag on ignition of coal dust clouds under varied experimental conditions

Lag on ignition (LOI) of coal dust cloud greatly influences the initiation and propagation of coal dust explosion. This paper investigates the effects of coal dust particle size, dust concentration, ignition temperature, and dust dispersion pressure on LOI of coal dust clouds using Godbert-Greenwald furnace along with a high-speed camera. LOI of coal dust cloud significantly decreased by 1/13 times from 959 to 77 ms with increase in the ignition temperature from 600 to 1000 °C, demonstrating greatest influence of ignition temperature on LOI. LOI increased by 60% with increase in dust concentration from 500 to 4000 g/m³. Optimum dust dispersion pressure at which LOI was found minimum is determined 70 kPa. Empirical relations are established between LOI of coal dust cloud and particle size, ignition temperature, dust concentration, and dispersion pressure. The results are analysed in terms of the occurring physical processes, which led to a better understanding of the variation of LOI, ignition behavior, and explosion propagation of coal dust clouds at varied experimental conditions.     

粉尘爆炸防护措施的研究进展

随着工业现代化的发展,粉末技术应用越来越广泛。由于人们对不同物料粉尘的危害认识不清,特别是粮食粉尘和金属粉尘爆炸机理和防治技术研究不够系统、深入,缺乏有效的粉尘爆炸安全防护,导致最近几年粉尘爆炸事故频繁发生。为预防和控制粉尘爆炸事故,更加深入地了解粉尘爆炸,首先从粉尘爆炸的机理和必要条件介绍了粉尘爆炸;其次,总结了粉尘爆炸防护措施的试验研究现状,对惰化技术、泄爆技术、抑爆技术3个方面进行阐述。此外,分析目前防护措施的不足,并提出将来发展的方向,为粉尘爆炸防护研究提供引导作用。     

粒径对煤粉云最低着火温度特性的影响

为了研究粒径对煤粉云最低着火温度特性的影响,采用粉尘云最低着火温度测试装置测试了不同粒径下煤粉云的最低着火温度,并结合ReaxFF分子动力学对其反应机理进行了微观层面的探讨。结果表明:当煤粉中位径在34 μm时,煤粉云的最佳着火质量浓度为750 g/m³,最低着火温度为550 ℃;随着煤粉粒径的增加,煤粉云最低着火温度逐渐增大,当煤粉中位径达到124 μm,煤粉云最低着火温度上升至650 ℃。通过ReaxFF分子动力学对煤粉热解过程的计算结果表明:随着反应的进行,大分子煤结构逐步分解,芳香环、C—C键、C—O键和C—H键等断裂,产生更小的分子结构,其中,H₂、H₂O、CO₂和CH₂O等小分子产生的数量逐渐增多;H·自由基和OH·自由基在反应初期有明显的数量变化,且其含量对于最终稳定产物有重要影响。     

云台山隧道爆破技术安全管理浅谈

侯月铁路云台山隧道,是一座瓦斯特长单线隧道。在原焦作矿院的配合下,顺利安全地完成了平导与主洞的22次石门揭煤,没有出现一次瓦斯煤尘爆炸安全事故。本文介绍了第1次揭煤爆破选型、爆破参数设计,以及瓦斯隧道的瓦斯浓度安全标准、电气管理、爆破作业与火源管理等一系列管理措施;为瓦斯隧道爆破安全施工提供了宝贵的管理经验。