本文關(guān)鍵詞：惰性介質(zhì)的防滅火效果研究

  更多相關(guān)文章： 惰氣 活化能 熱分析 特征溫度點(diǎn) 臨界氧濃度

【摘要】：礦井火災(zāi)嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。灌注惰性介質(zhì)是目前廣泛應(yīng)用的防滅火技術(shù)之一。但是,在采用注惰防滅火技術(shù)的實(shí)踐中,火區(qū)內(nèi)CO等防滅火指標(biāo)氣體很難穩(wěn)定在安全水平以下,且封閉火區(qū)啟封后易復(fù)燃,惰性防滅火介質(zhì)的性能越來越受到質(zhì)疑,需要采用合理的指標(biāo)對(duì)惰性介質(zhì)的防滅火性能做出科學(xué)的評(píng)價(jià)。本文采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、案例分析的綜合研究方法,系統(tǒng)地研究了惰性介質(zhì)的防滅火效果,主要結(jié)論如下:理論分析了液態(tài)惰性介質(zhì)的降溫性能。采用液態(tài)惰性介質(zhì)直注式防滅火工藝時(shí),液態(tài)惰性介質(zhì)溫度極低,其產(chǎn)生的冷縮應(yīng)力極易損壞輸送管路,甚至爆管;同時(shí),液態(tài)惰性介質(zhì)在長(zhǎng)距離輸送過程中已經(jīng)大量汽化,實(shí)際上是低溫氣態(tài)惰性介質(zhì)在采空區(qū)中的擴(kuò)散。1kg冷態(tài)二氧化碳?xì)怏w(-20℃)與1kg低溫冷態(tài)N2氣體(-196℃)上升到常溫(25℃)時(shí),分別吸收24k J與229k J的熱量,吸熱降溫性能極其有限。并且從灌注口向周圍擴(kuò)散的過程中,氣態(tài)介質(zhì)溫度迅速升高,抵達(dá)火區(qū)前就會(huì)失去降溫能力,對(duì)高溫區(qū)域的冷卻降溫作用小,其作用主要體現(xiàn)在對(duì)火區(qū)的惰化抑爆。研究了氣態(tài)惰性介質(zhì)的防火性能。本文通過采用高精度微量熱儀C80測(cè)試煤在140℃、145℃及150℃恒溫氧化過程中的產(chǎn)熱,精確的求解了煤恒溫氧化過程中的反應(yīng)機(jī)理函數(shù)及動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)的變化規(guī)律。研究表明:隨著氧濃度的降低,煤氧化放熱量逐漸降低,活化能逐漸升高。在氮?dú)饧岸趸細(xì)夥罩?當(dāng)氧濃度分別降到1.5%和3%時(shí),煤低溫氧化過程的活化能由負(fù)值變?yōu)檎?自發(fā)反應(yīng)過度為非自發(fā)反應(yīng)。在采用惰氣防火時(shí)應(yīng)控制惰氣含氧量在1.5%以下。但是現(xiàn)場(chǎng)防火多采用開區(qū)注惰且惰氣純度不高,氧濃度降到1.5%以下的有效防火區(qū)域小,防火性能極其有限。研究了氣態(tài)惰性介質(zhì)的滅火性能。煤的特征溫度點(diǎn)是表征煤氧化燃燒過程的重要參數(shù)。本文采用熱重分析實(shí)驗(yàn)獲取了不同惰氣及不同貧氧條件下煤樣氧化燃燒過程的TG-DSC曲線,分析了高溫燃燒階段氮?dú)夂投趸技把鯘舛葘?duì)煤的著火點(diǎn)、燃燼點(diǎn)等特征溫度點(diǎn)的影響。結(jié)合璐新一礦和亭南煤礦的案例,分析了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用惰氣滅火的效果。研究結(jié)果表明:在貧氧條件下煤樣TG曲線上的特征溫度點(diǎn)隨氧氣濃度的降低而升高,降低氧氣濃度能夠抑制煤氧化燃燒反應(yīng)的發(fā)展;氧濃度為1.5%時(shí),煤樣依然可以完全燃燼,采用惰氣滅火時(shí),應(yīng)控制惰氣氧含量在1.5%以下。案例分析發(fā)現(xiàn)由于漏風(fēng)條件復(fù)雜且惰氣純度往往較低,灌注大量惰氣后火區(qū)氧濃度很難降到3%以下,火源不能熄滅。因此采用惰氣滅火技術(shù)時(shí)應(yīng)該提高惰氣純度并保證火區(qū)密閉效果,才能充分發(fā)揮惰性氣體的窒息作用。
【關(guān)鍵詞】：惰氣 活化能 熱分析 特征溫度點(diǎn) 臨界氧濃度
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD753
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-24
• 1.1 問題的提出18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容22-24
• 2 液態(tài)惰性介質(zhì)的降溫性能分析24-32
• 2.1 不同惰氣的理化性質(zhì)24-26
• 2.2 現(xiàn)場(chǎng)注惰防滅火工藝分析26-29
• 2.3 液態(tài)惰性介質(zhì)降溫性能分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 惰氣對(duì)煤低溫氧化抑制效果的實(shí)驗(yàn)研究32-50
• 3.1 實(shí)驗(yàn)煤樣32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)32-33
• 3.3 實(shí)驗(yàn)條件選擇33-34
• 3.4 實(shí)驗(yàn)過程34-35
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析35-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 4 惰氣對(duì)煤高溫燃燒抑制效果的實(shí)驗(yàn)研究50-74
• 4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)50-53
• 4.2 煤氧化燃燒熱重實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析53-66
• 4.3 惰氣防滅火案例分析66-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 5 結(jié)論74-76
• 5.1 全文總結(jié)74-75
• 5.2 本論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)75
• 5.3 今后研究工作的展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 作者簡(jiǎn)歷81-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張保生;劉建忠;周俊虎;馮展管;岑可法;;利用Popescu法對(duì)煤燃燒反應(yīng)機(jī)理的研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年15期

，

本文編號(hào)：684753