焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体,

作者: 公司文化  发布:2019-10-03

我国几乎所有煤矿都是瓦斯矿井,其中大中型煤矿中高瓦斯矿井占20.34%,小型煤矿高瓦斯矿井占15%左右,在这些矿井中,瓦斯爆炸危险普遍存在。在煤矿安全事故中瓦斯爆炸事故是经济损失最大、人员伤亡最多的事故,造成的社会影响也最大。仅2002年,国家煤矿安全监察局安全日志上统计发生瓦斯爆炸伤亡事故共153起,占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的47.1%,死亡1216人,占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的71.4%。可见,有效地防止瓦斯爆炸事故是改善我国煤矿安全状况的重中之重。通过瓦斯爆炸事故研究,探讨瓦斯爆炸对人体伤害机理,为采取措施防止和减少瓦斯爆炸对人员伤亡提供基础依据。 1 试验条件 在直径2000mm,长29m的地面管道中进行试验。安装4个固态压阻压力传感器(其中2个量程为0.1MPa、2个量程为0.2MPa);3个火焰传感器,传感器采用12V AC电源供电,通过自制前置放大器接入测试系统;由1台CIT-2MK红外线温度传感器测量出口火焰温度,测温范围400℃~2000℃。具体布置见图1。金沙澳门官网网址 1 图1 试验管道及传感器安装位置 图1中,CH2、CH3、CH13CH9为压力传感器;CH16、CH8、CH14为火焰传感器;CH10、CH15为温度传感器。 图1中阴影部分为起爆室,采用牛皮纸封膜,体积18m3,放置动物的铁笼为钢筋焊接而成,一次最多可装入白兔20只或白鼠100只。用角钢焊接固定在管道中,距出口3.5m处。数据采集采用GS20000动态测试分析系统,共有16路数据采集通道。本试验使用8路通道,采样率50K(50×103样点/s),采样长度128K(128×1024样点),总采样时间为2.62s。 2 试验及结果 在起爆室充入适量瓦斯,使密封空间内瓦斯浓度约为9%,用2个引火药头(点爆能量约300mJ)引爆瓦斯。引爆同时,触发采集系统,进行实时压力、火焰和温度数据采集,试验共进行10次。所测压力值、温度值和观察到的动物损伤情况见表1。 表1 瓦斯爆炸试验数据表

1.瓦斯爆炸的化学反应过程瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最终的化学反应式为:CH4 2O2=CO2 2H2O如果O2不足,反应的最终式为:CH4 O2=CO H2 H2O矿井瓦斯爆炸是一种热-链反应过程(也称连锁反应)。2.瓦斯爆炸的产生与传播过程爆炸性的混合气体与高温火源同时存在,初燃 →焰面 → 冲击波 → 新的爆炸混合物3、瓦斯爆炸的危害矿内瓦斯爆炸的有害因素是,高温、冲击波和有害气体。焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体,其速度大、温度高。从正常的燃烧速度(1~2.5m/s)到爆轰式传播速度(2500m/s)。焰面温度可高达2150~2650 C。焰面经过之处,人被烧死或大面积烧伤,可燃物被点燃而发生火灾。冲击波锋面压力由几个大气压到20大气压,前向冲击波叠加和反射时可达100大气压。其传播速度总是大于声速,所到之处造成人员伤亡,设备和通风设施损坏,巷道垮塌。瓦斯爆炸后生成大量有害气体,某些煤矿分析爆炸后的气体成份为O2 6%~10%, N2 82%~88%,CO2 4%~8%,CO 2%~4%。如果有煤尘参与爆炸,CO的生成量更大,往往成为人员大量伤亡的主要原因。 金沙澳门官网网址,关键词:瓦斯爆炸过程

煤尘爆炸是煤矿最严重的灾害事故之一。建国后,我国煤矿最大死亡人数最多的事故就是煤尘爆炸引起的。煤尘土爆炸主要危害表现如下: 产生高温。煤尘爆炸要释放大量的热能,其瞬时温度可达2300~2500℃,可引起矿井火灾、烧毁设备、烧伤人员,也是引发连续爆炸的主要热源。 产生高压。煤尘爆炸的理论压力可达735kPa,但实际发生爆炸时往往超过此值,而且爆炸压力会随着离开爆源距离一定范围内呈跳跃式增大。可损坏设备,推倒机架,造成冒顶,人员伤亡。 产生冲击波。冲击波的传播速度可达2340m/s,使设备、支架、人员遭受损害,扬起落尘,被随之而来的火焰点燃,造成煤尘的连续爆炸。 气体成分发生变化。煤尘爆炸后要产生大量有害气体,尤其CO浓度一般为2%~3%,最高可达8%~10%,造成人员中毒。同时爆炸时大量耗氧,痒浓度迅速降低。 煤尘爆炸与瓦斯爆炸相比,具有产生能量大,燃烧时间长,产生CO多等特点,因此煤尘爆炸产生的后果也最严重。结焦类的煤(气煤、肥煤、焦煤)的煤尘爆炸时要产生结焦附在巷道壁面及支架上。

次数

动物旋转处压力/MPa

压力峰值/MPa

温度值

/℃

试验动物及数量

试验后状况

1

0.0384

848

64只白鼠

当场死亡2只,24h内又死亡5只

2

0.024

0.0496

771.2

6只白兔

20只白鼠

兔子无死亡,白鼠均烧伤,有2只呼吸急促

3

0.0296

0.0488

822.4

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