為了進(jìn)一步探究瓦斯煤塵爆炸火焰的傳播規(guī)律,在自行設(shè)計搭建的半封閉豎直管道內(nèi),選用褐煤、煙煤和無煙煤3種煤樣分別進(jìn)行爆炸試驗(yàn),并通過改變煤塵質(zhì)量濃度來觀察不同煤種條件下瓦斯煤塵爆炸反應(yīng)強(qiáng)度,研究不同煤種條件下煤塵質(zhì)量濃度對瓦斯煤塵耦合爆炸火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律的影響。結(jié)果表明,在瓦斯體積分?jǐn)?shù)和煤塵質(zhì)量濃度相同的條件下,褐煤爆炸產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?無煙煤最小。這是因?yàn)楹置旱膿]發(fā)分含量較高,而影響爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹饕蚴敲簤m在加熱情況下釋放出的可燃?xì)饬?即煤種的揮發(fā)分含量,揮發(fā)分含量越大,瓦斯煤塵爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣纫簿驮酱�。褐煤和煙煤的火焰�(zhèn)鞑ニ俣入S火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加而增加,直至傳播至管道外部;無煙煤的火焰?zhèn)鞑ニ俣入S火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加呈現(xiàn)先上升后下降的狀態(tài)。在試驗(yàn)中,3種煤種和瓦斯爆炸時產(chǎn)生火焰最大傳播速度的位置距離爆炸源較遠(yuǎn)。瓦斯煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰穩(wěn)定性較差,在傳播過程中速度變化不穩(wěn)定,存在較大的波動。火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c煤塵質(zhì)量濃度不成正比,在一定范圍內(nèi),適當(dāng)增加煤塵質(zhì)量濃度可以大大提高瓦斯煤塵爆炸的反應(yīng)強(qiáng)度,且存在一個最佳的煤塵質(zhì)量濃度50 g/m3,使火焰?zhèn)鞑ニ俣冗_(dá)到最大。 

【文章來源】：安全與環(huán)境學(xué)報. 2020,20(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)系統(tǒng)

圖2為半封閉管道中3種煤塵分別與瓦斯混合爆炸后火焰鋒面隨時間的變化趨勢，該試驗(yàn)選用的甲烷體積分?jǐn)?shù)為8%，煤粉質(zhì)量濃度為50 g/m3。圖中火焰面曲線斜率代表火焰的傳播速度，到達(dá)距點(diǎn)火端相同距離的位置時，褐煤所用時間最短，無煙煤所用時間最長，由此可見褐煤與瓦斯混合爆炸時火焰的傳播速度最快，煙煤次之，無煙煤的傳播速度最慢。在距點(diǎn)火端最遠(yuǎn)的頂端，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁�。以褐煤為例，�?dāng)瓦斯煤塵混合物發(fā)生爆炸時，火焰鋒面最初呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，且發(fā)光強(qiáng)度較為暗淡，緊接著火焰鋒面開始呈球形向上延伸，發(fā)光強(qiáng)度緩慢增強(qiáng)，該階段為圖2的第0～44 ms，此時火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢;當(dāng)火焰面接觸到壁面之后，開始沿管道向上擴(kuò)展，火焰區(qū)域則具有較強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌�，火焰面積也逐漸增加，該階段為第45～60ms;在60 ms之后，火焰?zhèn)鞑ニ俣冗M(jìn)一步增強(qiáng)，直至傳至管道最頂端，發(fā)光強(qiáng)度逐步降低。圖3為半封閉管道內(nèi)高速攝像機(jī)拍攝的相同時間間隔的火焰面位置圖片，該試驗(yàn)中甲烷體積分?jǐn)?shù)為8%，選用煤塵質(zhì)量濃度為50 g/m3的煙煤。由圖3可知，在爆炸前期火焰的發(fā)光強(qiáng)度較弱，隨著火焰不斷沿管壁傳播，發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，且火焰的傳播速度逐漸增加。

煙煤爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣妊爻套兓?br>
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]密閉空間內(nèi)障礙物對瓦斯爆炸傳播影響研究[J]. 韓蓉,劉劍,高科,賴鑫瓊.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2018(07)
[2]小尺度水平玻璃管中煤塵爆炸火焰?zhèn)鞑ヌ匦杂绊懸蛩匮芯縖J]. 李雨成,劉天奇,周西華,褚洋,孟昱.  安全與環(huán)境學(xué)報. 2017(06)
[3]瓦斯煤塵共存條件下的煤塵云爆炸下限[J]. 李潤之.  爆炸與沖擊. 2018(04)
[4]煤塵爆炸傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 景國勛,楊書召.  煤炭學(xué)報. 2010(04)
[5]巷道截面積突變情況下瓦斯爆炸沖擊波傳播規(guī)律的研究[J]. 賈智偉,景國勛,程磊,李明金.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2007(12)
[6]煤塵與礦井特大爆炸傷亡事故的關(guān)系[J]. 王克全.  工業(yè)安全與防塵. 1998(01)

博士論文
[1]瓦斯（煤塵）爆炸物證特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉貞堂.中國礦業(yè)大學(xué) 2010
[2]甲烷/煤塵復(fù)合火焰?zhèn)鞑ヌ匦约皺C(jī)理的研究[D]. 陳東梁.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[3]礦井瓦斯煤塵爆炸傳播規(guī)律研究[D]. 司榮軍.山東科技大學(xué) 2007
[4]甲烷、煤塵火焰結(jié)構(gòu)及傳播特性的研究[D]. 劉義.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號：3327964