煤礦環(huán)境人體靜電放電引爆瓦斯的研究
發(fā)布時間：2021-03-21 02:49
本文從煤礦安全生產方面面臨的隱蔽性角度出發(fā)，分析了礦工在井下作業(yè)時會遇到的容易讓人忽視的方面——人體動態(tài)靜電放電，尤其是狹窄坑道出口處的人體動態(tài)靜電放電對礦井安全的影響。通過設計人體ESD模型，研制開發(fā)“人體ESD放電模型引爆瓦斯實驗系統(tǒng)”和模擬狹窄坑道的不銹鋼筒還原煤礦狹窄坑道口的真實環(huán)境。得出以下結論：1.測定不同實驗條件下的引爆瓦斯的條件：瓦斯氣體占混合氣體體積的5%16%；引火溫度達到650℃750℃；氧氣在混合氣體中的濃度大于12%。這三個是必要條件，缺一不可，只有同時達到，才能發(fā)生瓦斯爆炸。2.人體動態(tài)動作對靜電放電影響很大。若在充滿瓦斯爆炸性氣體的干燥的煤礦環(huán)境中，礦工在工作中突然脫衣、跌倒或做其他突然動作，很有可能會帶來數(shù)千伏以上的人體靜電電壓。特別是在采煤區(qū)的狹窄坑道出口處，當行進中的礦工從寬敞的巷道進入狹窄的坑道時，人體的電位會突然升高，人體電容會突然變小，由此帶來的靜電放電電量會增大數(shù)倍，更容易引起坑道內的瓦斯爆炸。3.設計不銹鋼筒模擬采煤區(qū)的狹窄坑道，讓不同男生穿同一種抗靜電靴和同一男生穿不同抗靜電靴站在不銹鋼筒中測對...
【文章來源】：中原工學院河南省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
全國煤礦1981~2004年一次死亡10人以上事故歷年發(fā)生次數(shù)曲線圖
刷形放電易發(fā)生在帶電電位較高的靜電非導體與導體間。放電時有聲光，放電通道在靜電非導體表面附近形成許多分叉�；鸹ǚ烹娫趩挝豢臻g內釋放的能量較小，引燃能力中等。見圖1.7（c）。傳播型刷形放電僅發(fā)生在具有高速起電的場合，當靜電非導體的厚度小于8mm時，其表面電荷密度大于等于0.27mC/m2時較易發(fā)生傳播型刷形放電。其放電時有聲光，將靜電非導體上一定范圍內所帶的大量電荷釋放，放電能量大，引燃引爆能力非常強。見圖1.7（d）。電場輻射放電的放電能力較小，引燃引爆能力也較小。因為只有氣體在高電場強度的作用下才會發(fā)生電場輻射放電。當帶電體周圍的場強高達33MV/m時，才能放電，所以放電的可能性較小。1.3.2 靜電放電的熱效應靜電放電是一個絕熱過程，空氣中?
現(xiàn)出某種極性電荷的積累，從而使人體對地電位不為零，對地具有靜電能量。3.1. 人體 ESD 模擬電路圖人體ESD模擬器原理由圖3.1所示。我們選用了RC電路來模擬人體ESD模型。在用人體ESD引爆瓦斯模擬實驗中，人體充放電引爆瓦斯混合氣體都由人體ESD模型點火裝置實施，當單刀雙擲開關擲向b時，高壓電源對C充電，則下列微分方程成立[33]：0 0q trdq dtC εq rC= ∫ ∫ (r為電源內阻)或dq qr rdt Cε = +該方程的解為：1 0 1 01 1t trC rCu u e q q e = = 或。 (1)當單刀雙擲開關擲向f點時，fghd路閉合，人體電容C對電阻R放電，則滿足微分方程：0dq qdt RC+ =該方程的解為:2 0tRCu u e =或2 0tRCq q e =。 (2)（1）式說明充電電壓1u 或充電電量1q 隨時間t變化的規(guī)律。（2）式說明人體的放電電壓2u 或放電電量2q 隨時間衰減的基本規(guī)律．由于選擇干燥環(huán)境
【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦井瓦斯爆炸與預防[J]. 李國禎,李希建,劉玉玲. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2011(06)
[2]煤礦瓦斯爆炸防治技術研究[J]. 于紅,吳金剛. 煤炭技術. 2010(10)
[3]探析煤礦瓦斯爆炸的原因及其防治措施[J]. 胡方坤,楊林青,蔣谷碩. 煤炭技術. 2010(05)
[4]靜電火花放電能量的測量實驗研究[J]. 張玉廣,董秀潔,陳旭,劉生滿,黃犇犇,張景昌. 中原工學院學報. 2009(04)
[5]煤礦環(huán)境人體動態(tài)靜電放電模型[J]. 張玉廣,黃犇犇,劉生滿,張景昌. 中原工學院學報. 2009(01)
[6]煤礦環(huán)境中人體ESD模型[J]. 王庭太,張玉廣,張景昌,劉生滿,楊林峰,張明,楊德紅,高霞. 河北大學學報(自然科學版). 2007(06)
[7]煤礦瓦斯爆炸的條件與預防措施[J]. 徐梓銘,劉然,劉志堅. 煤炭科技. 2007(03)
[8]瓦斯抽放的意義和模式[J]. 吳小兵. 科技情報開發(fā)與經濟. 2006(16)
[9]鐵路危險品貨場中人體靜電放電隱患的測量與評估[J]. 劉明翔. 中國安全科學學報. 2006(02)
[10]淺談地質構造對煤與瓦斯突出地帶的控制[J]. 孫若山. 科技資訊. 2005(24)
博士論文
[1]可燃制冷劑爆炸理論與燃燒爆炸抑制機理的研究[D]. 田貫三.天津大學 2000
碩士論文
[1]煤礦用防護服面料的研究與設計[D]. 顧園.太原理工大學 2010
[2]煤礦瓦斯積聚處理專家咨詢系統(tǒng)[D]. 張崇波.內蒙古科技大學 2009
[3]煤礦瓦斯爆炸預警技術研究[D]. 熊廷偉.重慶大學 2005
本文編號：3092173
【文章來源】：中原工學院河南省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
全國煤礦1981~2004年一次死亡10人以上事故歷年發(fā)生次數(shù)曲線圖
刷形放電易發(fā)生在帶電電位較高的靜電非導體與導體間。放電時有聲光，放電通道在靜電非導體表面附近形成許多分叉�；鸹ǚ烹娫趩挝豢臻g內釋放的能量較小，引燃能力中等。見圖1.7（c）。傳播型刷形放電僅發(fā)生在具有高速起電的場合，當靜電非導體的厚度小于8mm時，其表面電荷密度大于等于0.27mC/m2時較易發(fā)生傳播型刷形放電。其放電時有聲光，將靜電非導體上一定范圍內所帶的大量電荷釋放，放電能量大，引燃引爆能力非常強。見圖1.7（d）。電場輻射放電的放電能力較小，引燃引爆能力也較小。因為只有氣體在高電場強度的作用下才會發(fā)生電場輻射放電。當帶電體周圍的場強高達33MV/m時，才能放電，所以放電的可能性較小。1.3.2 靜電放電的熱效應靜電放電是一個絕熱過程，空氣中?
現(xiàn)出某種極性電荷的積累，從而使人體對地電位不為零，對地具有靜電能量。3.1. 人體 ESD 模擬電路圖人體ESD模擬器原理由圖3.1所示。我們選用了RC電路來模擬人體ESD模型。在用人體ESD引爆瓦斯模擬實驗中，人體充放電引爆瓦斯混合氣體都由人體ESD模型點火裝置實施，當單刀雙擲開關擲向b時，高壓電源對C充電，則下列微分方程成立[33]：0 0q trdq dtC εq rC= ∫ ∫ (r為電源內阻)或dq qr rdt Cε = +該方程的解為：1 0 1 01 1t trC rCu u e q q e = = 或。 (1)當單刀雙擲開關擲向f點時，fghd路閉合，人體電容C對電阻R放電，則滿足微分方程：0dq qdt RC+ =該方程的解為:2 0tRCu u e =或2 0tRCq q e =。 (2)（1）式說明充電電壓1u 或充電電量1q 隨時間t變化的規(guī)律。（2）式說明人體的放電電壓2u 或放電電量2q 隨時間衰減的基本規(guī)律．由于選擇干燥環(huán)境
【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦井瓦斯爆炸與預防[J]. 李國禎,李希建,劉玉玲. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2011(06)
[2]煤礦瓦斯爆炸防治技術研究[J]. 于紅,吳金剛. 煤炭技術. 2010(10)
[3]探析煤礦瓦斯爆炸的原因及其防治措施[J]. 胡方坤,楊林青,蔣谷碩. 煤炭技術. 2010(05)
[4]靜電火花放電能量的測量實驗研究[J]. 張玉廣,董秀潔,陳旭,劉生滿,黃犇犇,張景昌. 中原工學院學報. 2009(04)
[5]煤礦環(huán)境人體動態(tài)靜電放電模型[J]. 張玉廣,黃犇犇,劉生滿,張景昌. 中原工學院學報. 2009(01)
[6]煤礦環(huán)境中人體ESD模型[J]. 王庭太,張玉廣,張景昌,劉生滿,楊林峰,張明,楊德紅,高霞. 河北大學學報(自然科學版). 2007(06)
[7]煤礦瓦斯爆炸的條件與預防措施[J]. 徐梓銘,劉然,劉志堅. 煤炭科技. 2007(03)
[8]瓦斯抽放的意義和模式[J]. 吳小兵. 科技情報開發(fā)與經濟. 2006(16)
[9]鐵路危險品貨場中人體靜電放電隱患的測量與評估[J]. 劉明翔. 中國安全科學學報. 2006(02)
[10]淺談地質構造對煤與瓦斯突出地帶的控制[J]. 孫若山. 科技資訊. 2005(24)
博士論文
[1]可燃制冷劑爆炸理論與燃燒爆炸抑制機理的研究[D]. 田貫三.天津大學 2000
碩士論文
[1]煤礦用防護服面料的研究與設計[D]. 顧園.太原理工大學 2010
[2]煤礦瓦斯積聚處理專家咨詢系統(tǒng)[D]. 張崇波.內蒙古科技大學 2009
[3]煤礦瓦斯爆炸預警技術研究[D]. 熊廷偉.重慶大學 2005
本文編號：3092173
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