發(fā)布時(shí)間：2017-11-21 19:19

  本文關(guān)鍵詞：受限空間內(nèi)煤塵爆炸及抑爆特性研究

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【摘要】：煤塵爆炸事故是我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)活動(dòng)中面臨的主要災(zāi)害形式之一,煤塵或有煤塵參與的爆炸事故會(huì)造成不可估量的損失。目前,有關(guān)不同工況條件以及不同初始環(huán)境條件下煤塵爆炸特性及其影響因素的研究已相當(dāng)全面,但有關(guān)煤塵微觀結(jié)構(gòu)和宏觀爆炸危險(xiǎn)性的關(guān)系研究仍有一些不足。因此,深入研究煤塵爆炸過(guò)程及其反應(yīng)機(jī)理對(duì)預(yù)防、控制和減少煤塵爆炸事故具有重要的指導(dǎo)意義。本文借助標(biāo)準(zhǔn)20 L球形爆炸裝置,針對(duì)性的開(kāi)展了大量煤塵爆炸及抑爆實(shí)驗(yàn),并結(jié)合多種現(xiàn)代測(cè)試分析方法,從煤塵爆炸特性、煤塵爆炸產(chǎn)物分析以及煤塵抑爆三個(gè)方面進(jìn)行了研究。論文創(chuàng)新成果如下:研究了不同粒徑分散度條件下的煤塵爆炸特性,揭示了粒徑分散度對(duì)煤塵爆炸的影響作用。結(jié)果表明,當(dāng)煤塵的粒徑分散度由1.84增加到3.60時(shí),煤塵的最大爆炸壓力下降了0.08 MPa,最大爆炸壓力上升速率下降了10.64 MPa/s,即實(shí)驗(yàn)選用煤塵的爆炸威力隨著煤塵粒徑分散度的增大而減小。定義了新的煤塵爆炸度量-爆燃時(shí)間,研究了不同粒徑及不同粒徑分散度條件下煤塵的爆炸特性差異。研究結(jié)果表明,在同一濃度條件下,隨著煤塵粒徑的減小,τ1和τ2明顯下降;對(duì)于粒徑近似相等但粒徑分散度不同的煤塵,在低煤塵濃度(Cdust≤250 g/m3)范圍內(nèi),τ1和τ2隨著粒徑分散度的減小而顯著降低,隨著煤塵濃度的不斷升高,這一降低趨勢(shì)逐漸變緩。結(jié)合氣相色譜、紅外光譜以及掃描電鏡等多種現(xiàn)代測(cè)試分析方法,對(duì)不同煤階煤塵爆炸氣、固產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過(guò)對(duì)爆炸后煤塵固體產(chǎn)物表面孔洞進(jìn)行的量化分析,發(fā)現(xiàn)隨著煤塵變質(zhì)程度的降低,煤塵爆炸產(chǎn)物表面的孔隙數(shù)目不斷較少、但孔隙面積顯著增大(內(nèi)蒙、寧夏、淮北煤樣的表面孔隙數(shù)分別為12690、3904、2718,但表面孔隙面積卻依次為80500、106351、132099像素),說(shuō)明高揮發(fā)分煤塵爆炸固體產(chǎn)物表面孔隙數(shù)目雖然很少,但孔隙總面積很大,即孔洞更大、更圓,反映其具有更高的反應(yīng)性。開(kāi)展了3種不同種類(lèi)粉體抑爆劑對(duì)煤塵的抑爆實(shí)驗(yàn),并結(jié)合粉體抑爆劑作用后煤塵氣、固產(chǎn)物的變化規(guī)律對(duì)比分析了不同種類(lèi)抑爆劑的抑爆效果。發(fā)現(xiàn)煤塵爆炸氣體產(chǎn)物中氧氣殘余量隨著磷酸二氫銨質(zhì)量百分比的增加而快速上升,且煤塵抑爆前后固體表面官能團(tuán)含量變化明顯。說(shuō)明磷酸二氫銨抑爆效果最好,尤其在質(zhì)量百分比達(dá)到50%時(shí),更適合煤塵抑爆。
【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(lèi)號(hào)】：TD714.5

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3 孫，

本文編號(hào)：1212016