矿井火区可燃气体爆炸分析

本文阐述了矿井火区可燃气体爆炸的原因,分析了爆炸极限的计算,并提出了可燃气体爆炸抑制的几种方法,以期能对生产实践起到一定的指导作用.     

瓦斯爆炸极限的理论计算及影响因素探析

瓦斯爆炸是煤矿生产的主要灾害之一,了解瓦斯的爆炸极限对瓦斯防治是极其重要的。该文从理论上近似的计算出瓦斯的爆炸极限,并且分析了瓦斯爆炸极限不是固定不变的,而是受其它可燃气体、初始温度、初始压力、煤尘和惰性气体等因素的影响。     

采空区可燃性气体爆炸引火源特性分析

在煤矿爆炸事故中,采空区可燃性气体爆炸占相当大的比例,所以有必要对采空区可燃性气体爆炸的一些特性进行研究,以减少事故的发生,将损失减到最低。根据可燃气体爆炸的基本条件以及采空区的实际情况,对采空区可燃性气体爆炸引火源特性进行了研究,最终得出采空区遗煤自燃以及岩石相互摩擦引燃引爆瓦斯过程的主要影响因素。     

煤炭地下气化煤气爆炸极限的研究

煤炭在地下气化过程中生成可燃气体,存在着许多安全隐患。分析了密闭空间混合气体的爆炸极限计算公式,研究了最大允许氧含量和惰性气体对可燃气体爆炸的影响,结果表明,为了防止气化煤气发生爆炸,可以通过控制气化剂的进量或加入惰性气体,使可燃气体在爆炸极限范围以外,为煤炭地下气化的现场安全和可行性提供了依据。     

基于SPSS的多元爆炸性气体相关性分析及回归模型研究

基于煤矿火区常见的5种指标性可燃气体对CH4爆炸极限的影响实验数据,应用SPSS软件进行多组分爆炸性混合气体对CH4爆炸极限影响的相关性研究,并且建立回归模型,为矿井可燃性气体的进一步研究提供一种简便、实用的数据分析和探究方法。     

矿井瓦斯燃烧事故灾害特点分析

煤矿井下瓦斯燃烧事故频发并易发展成为大范围火灾,在一定条件下能够转化为高强度的瓦斯爆炸,严重威胁井下工作人员和煤矿财产安全。通过对大量瓦斯燃烧事故案例的分析与总结,结合可燃气体燃烧基本原理、瓦斯流体动力学理论、煤矿火灾热动力学原理以及矿井火灾防治技术相关知识,从发生条件、发展过程、应急处理手段、与瓦斯爆炸事故的转化等几个方面分析了矿井瓦斯燃烧事故的灾害特点。从而为开展针对此类事故的防治理论及方法研究提供参考与借鉴。     

煤矿火区混合气体爆炸风险趋势性分析研究

当煤矿发生火灾后,对其进行爆炸危险性分析对于指导火灾救灾非常重要。通过对科瓦德爆炸三角形进行改造,构造了一个以时间为横坐标、爆炸危险性为纵坐标的混合气体爆炸危险性连续分析图。使用该方法对矿井火灾救灾过程中的实测数据进行处理,并将分析结果与爆炸四方图、爆炸三角形(美国)的分析结果进行对比,结果表明:使用混合气体爆炸危险性连续分析图,不仅可以有效地对多种可燃气体与多种惰气的混合气体进行爆炸危险性判断,还可以清晰地显示矿井火区爆炸危险性的变化趋势,便于对混合气体爆炸危险性进行长期连续分析。     

矿井火区多组分气体爆炸的主要影响因素

分析了矿井发火区多组分气体爆炸的主要因素,以及这些因素对多组分气体爆炸的影响,并提出了可燃气体爆炸抑制的几种方法,可用于矿井火区,尤其是矿井大面积火区的密闭和启封过程中,作为可燃性混合气体爆炸危险性的综合判断及其防爆措施的制定,具有实用价值和指导意义。     

封闭火区注惰危险性和临界注惰参数

为研究封闭火区注惰早期气体变化规律及爆炸危险性,基于重力流和射流理论,分析了封闭火区内层流和紊流气体层形成机制及特征,推导了防止密闭火区发生爆炸危险的注惰临界速度,并进行了实验证验。研究表明,封闭火区过程中,烟流会形成层流和紊流气体层。紊流气体层火源温度很高,含不完全燃烧产物,在封闭火区后,部分烟流逆流形成混合可燃气体层。当惰气注入速度不能使混合可燃气体层消失时,注惰侧的可燃气体会进入火源区域,进而存在爆炸危险。注惰射流含射流核心区、射流扩展区和湍流流动区。射流扩展区受卷吸作用影响,射流速度下降。湍流流动区射流扩展作用消失。以逆流可燃气体层重力流与惰气射流相互作用为基础,得出了临界注惰速度,其为可燃气体层与惰气密度差、巷道形状、注惰管口尺寸和注惰流量的综合函数。     

煤矿瓦斯爆炸有害气体传播规律分析

瓦斯爆炸是煤矿应急救援的重点和难点,其破坏效应主要体现在火焰锋面、冲击波和爆炸产生的有害气体,其中有害气体造成人员伤亡最多。对瓦斯爆炸产生的有害气体成分进行分析,对有害气体扩散规律进行总结,建立瓦斯爆炸有害气体传播模型,为事故应急救援提供了理论基础,提高了煤矿应急救援能力和效率。     

高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟

针对高瓦斯低透气性煤层，采用Taylor方法建立了一个新的LS-DYNA3D爆破损伤模型，对深孔预裂爆破进行了数值模拟研究，再现了爆破过程中，动压冲击震裂、应力波传播与叠加以及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程，分析了爆破孔间距对爆生裂纹和爆破增透效果的影响，提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破的合理间距为5~6 m，为高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放提出了解决方案.     

矿井煤尘爆炸及抑爆技术的研究现状及发展趋势

矿井煤尘爆炸事故往往会造成重大人员伤亡和财产损失。为了防止煤尘爆炸发生,研发高效绿色的抑爆材料,整理了国内外关于煤尘爆炸的研究情况,包括煤尘爆炸机理、爆炸特性、爆炸传播规律以及煤尘的抑爆技术,并针对煤尘爆炸方面的研究提出了未来发展趋势。分析结果表明,需对多因素及特殊环境下的煤尘爆炸特性进行深入研究,建立煤尘爆炸过程全景式分子作用机制的爆炸机理,并结合实际矿井环境对煤尘爆炸传播规律进行研究,结合爆炸机理研发新型抑爆材料,从本质上中断爆炸反应过程。     

Numerical simulation and experiment analysis of improving permeability by deep-hole presplitting explosion in high gassy and low permeability coal seam

Created a new damage model for explosive for LS-DYNA3D, taking advantage of the Taylor method aimed at the high gassy and low permeability coal seam, and numerically simulated and analyzed the deep-hole presplitting explosion. The entire process of explosion was represented, including cracks caused by dynamic pressure, transmission and vibration superposition of stress waves, as well as cracks growth driven by gas generated by explosion. The influence of the cracks generated in the process of explosion and the performance of improving permeability caused by the difference of interval between explosive holes were analyzed. A reasonable interval between explosive holes of deep-hole presplitting explosions in high gassy and low permeability coal seams was proposed, and the resolution of gas drainage in high gassy and low permeability coal seam was put forward. Supported by the National Science Foundation of China (50534090, 2007BAK28B01, 2007BAK29B06); the Science Foundation of Anhui Province (050440403); Creative Team Plan for High School of Anhui (2006KJ005TD)     

CH4,CO,C2H4多元可燃气体爆炸的实验研究

CO和C2H4作为煤氧化和煤高温热解过程中产生的自燃指标气体,与CH4一起构成采空区多元瓦斯气体的重要组成部分,本文针对CO,C2H4这两种自燃指标气体,研究它们与CH4组成的多元瓦斯气体的爆炸极限特性。探索了可燃性气体本性对浓度爆炸极限的影响、CO对多元瓦斯气体的阻尼效应以及C2H4与CO间的协同氧化诱导效应。本研究结果为分析采空区瓦斯的爆炸链引发、防止灾害的发生提供了理论基础,对指导支链燃烧和支链爆炸的实践,具有一定的理论价值。     

基于Logistic统计方法的煤粉爆炸下限研究

粉尘云爆炸下限是表征粉尘易燃易爆危险性的主要参数,相对精确地测试并表示粉尘云爆炸下限对评估和预防粉尘爆炸灾害是十分重要的。基于统计分析的Logistic回归模型,应用以概率表示粉尘云爆炸下限的计算方法,在20 L球形爆炸罐中对不同粒径的煤粉-空气混合物进行爆炸下限测试实验,利用SPSS统计分析软件计算得到不同粒径、不同实验次数下煤粉点火成功概率-浓度分布曲线,结果表明不同点火概率下的爆炸下限均随粒径的减小而呈现逐渐减小的趋势,且粉尘粒径越小,点火成功概率从p=10%增至p=90%的浓度区间越窄,即其燃爆特性越稳定。实验次数对爆炸下限概率分布存在影响,实验次数越多,爆炸下限概率分布的浓度区间越窄,但点火概率为50%的浓度值与实验次数无关,是研究粉尘爆炸下限的关键值。与其他计算方法的结果相比,以概率表示特定物质的爆炸下限更符合实际情况,更能满足不同生产环境对安全控制的需要。     

井下爆破中引起瓦斯、煤尘爆炸的防治

为了防止在井下爆破中引起瓦斯、煤尘爆炸,详细介绍了爆炸材料的选用、装药结构和装药注意事项、炮眼封泥长度和封泥要求、起爆方式和联线网路、爆破制度和爆破规定。     

基于爆炸应力波和构造煤带孕育煤与瓦斯突出危险状态的模型

针对华南地区突出矿区分布广泛、煤与瓦斯突出事故严重的现状,结合该地区地质构造复杂构造煤广泛分布和大部分矿井采用炮采炮掘工艺的特点,提出一种基于爆炸应力波和构造煤带孕育煤与瓦斯突出危险状态的模型,并对该模型进行了理论分析。研究表明:爆炸应力波在传播过程中形成的稀疏波会引起该波经过的区域密度减小、体积增大,煤层瓦斯压力降低,进而破坏煤体瓦斯原有吸附平衡状态,大量吸附瓦斯解吸导致煤层瓦斯压力上升;当掘进工作面前方煤体一定深度存在构造煤带时,爆炸应力波从掘进工作面爆源传至未破坏煤体与构造煤带交界面,由于爆炸应力波的反射加强作用使构造煤迎波一侧未破坏煤体产生拉伸破坏,而掘进工作面前方存在的应力集中带不会引起爆炸应力波对煤体产生反射拉伸加强破坏作用;掘进工作面向构造煤带推进需要周期性的爆破作业,爆炸应力波的强度随着距爆源的距离增加而衰减,产生的爆炸应力波对煤体的瓦斯解吸作用和破坏作用不断增强,产生爆炸应力波的累加效应。     

煤矸石山爆炸动力学特性研究

在分析影响煤矸石山爆炸因素的基础上,结合状态方程和比内能方程,研究了煤矸石山爆炸机理及动力特性,探讨了煤矸石山爆炸事故的预防对策。在研究煤矸石山爆炸的过程中,应用化学热力学反应理论,对在水蒸气-空气的摩尔比为100、温度为1 000 K、压力比为1的情况下,计算了混合气体的爆炸压力。研究结果可为煤炭生产企业制定煤矸石山自燃爆炸预警措施提供依据,同时也是认识煤矸石山爆炸危险性的基础,为主动预防煤矸石山爆炸具有极其重要的现实意义。     

采煤工作面上隅角瓦斯爆炸传播研究

为研究采煤工作面上隅角瓦斯爆炸在采面联巷内的传播特征,采用U型并联管道系统模拟爆炸在实际巷道内的传播。结果表明,上隅角瓦斯爆炸冲击波在采煤工作面不规则巷道中传播时,爆炸冲击波和火焰陡然变化,出现爆轰;进、回风巷内冲击波进入上下山巷道出现叠加;冲击波经过进风巷与回风巷传播特征存在较大差异,冲击波在回风巷内属燃烧爆炸传播,而在进风巷内属一般空气区传播,上下山巷道及工作面属爆炸破坏较严重区域,应强化预防措施,减少瓦斯爆炸带来的损失。     

煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响研究

瓦斯和煤尘复合爆炸是煤矿井下爆炸灾害的主要形式之一,研究瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律,是有效防治煤矿爆炸灾害的必备条件。为研究煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限的影响,特选用2种组分不同的煤尘(烟煤和无烟煤)。依据EN 14034标准,使用10 kJ化学点火头在标准20L球形爆炸容器中,分别对2种煤尘的最小爆炸浓度、相同试验条件下的瓦斯爆炸下限以及煤尘与瓦斯的复合爆炸下限进行了测量。试验测得烟煤和无烟煤的最小爆炸浓度分别为50 g/m^3和70 g/m^3,瓦斯爆炸下限为4%。当煤尘中分别通入1%、2%、3%、4%的瓦斯后,烟煤最小爆炸浓度分别降低至40、20、5、0 g/m^3,无烟煤最小爆炸浓度分别降低至50、20、5、0 g/m^3。基于上述测量结果,对比分析了煤尘组分对瓦斯/煤尘复合爆炸下限变化规律的影响,并探讨了Le Chatelier、Bartknecht、Jiang等气粉复合爆炸下限预测模型对瓦斯/煤尘复合体系的适用性。结果表明:2种煤尘的最小爆炸浓度均随瓦斯浓度的增大而降低,但挥发分含量低的煤尘降幅更大,即瓦斯对低挥发分煤尘最小爆炸浓度的影响更为显著。Jiang模型预测值远远偏离实际测量值;Le Chatelier模型预测值高于实际测量值,且误差随瓦斯浓度的增大而增大;Bartknecht模型适用性相对较好,且更适用于低挥发分瓦斯/煤尘复合体系。