二氧化碳抑爆性能实验研究

摘要

我国煤矿行业每年因事故而死亡人数居世界首位，矿山安全形势不容乐观。而在煤矿事故中瓦斯爆炸事故占很大比例，据近年统计数据表明，该比例接近2/3。瓦斯爆炸事故一旦发生，不仅造成大量人员伤亡，而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。虽然国内外在瓦斯引爆、传播、防爆抑爆有了大量的研究，但是至今还未找到在瓦斯爆炸三要素同时具备情况下防止瓦斯爆炸有效的方法。因此，需要找到一种经济合理的抑爆方法对于有效的控制瓦斯爆炸灾害，保障煤矿安全生产。 本文从抑爆材料出发经过大量筛选和现场勘查，发现二氧化碳气体被广泛应用于各种火灾的治理。自行研制了爆炸管道，在前期调试阶段验证了点火能量、点火位置、混气均匀程度等一些影响实验的重要的技术参数。在此实验管道上进行大量实验，首先得到甲烷在空气和在氧气中的爆炸极限。随着二氧化碳的通入，甲烷爆炸下限上升，上限下降，氧浓度逐渐降低，最后混合气体退出爆炸范围。分析纯氧环境和空气环境中得到二氧化碳和氮气的抑爆三角形，比较临界氧浓度和三角形面积，得出二氧化碳的抑爆性能优于氮气；并从理论上详细分析了二氧化碳的抑爆机理以及优于氮气的原因。实验验证和理论分析都证明二氧化碳有较好的抑爆性。 瓦斯爆炸实验台的搭建和二氧化碳气体抑制瓦斯爆炸的系列实验为进一步研究矿井瓦斯控爆技术和控爆材料打下了一定的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1阻爆隔爆

1.2.2抑爆

1.2.3小结

1.3主要研究内容

1.4技术路线

2二氧化碳抑爆实验台的研制

2.1关于瓦斯爆炸及传播机理的研究

2.1.1关于瓦斯爆炸机理的研究

2.1.2关于瓦斯爆炸传播机理的研究

2.2瓦斯爆炸的传播及其后果

2.2.1瓦斯爆炸的传播过程

2.2.2瓦斯爆炸过程的主要影响因素

2.2.3瓦斯爆炸的后果

2.3煤矿爆炸性气体的安全技术参数

2.3.1爆炸性气体安全技术参数表

2.3.2爆炸界限及其主要影响因素

2.4.使用爆炸三角形研究二氧化碳抑爆的可行性

2.5空气中可燃气体爆炸极限测定方法

2.6爆炸管道的设计安装

2.6.1主体部分设计

2.6.2辅助控制部分的调试和改造

2.7本章小结

3纯氧环境中二氧化碳抑制甲烷爆炸的实验研究

3.1纯氧环境中甲烷爆炸极限的测定

3.1.1实验方法

3.1.2实验步骤和条件

3.1.3实验结果

3.2纯氧环境中二氧化碳抑爆实验

3.2.1二氧化碳气体特性

3.2.2实验方法

3.2.3实验步骤和条件

3.2.4二氧化碳抑爆实验结果

3.2.5氮气抑爆实验结果

3.3实验结果分析

3.4本章小结

4空气环境中二氧化碳抑制甲烷爆炸实验研究

4.1空气环境中甲烷爆炸极限的测定

4.1.1爆炸极限理论计算

4.1.2实验步骤及条件

4.1.3实验结果

4.2空气环境中二氧化碳抑爆性能研究

4.2.1实验步骤及条件

4.2.2二氧化碳抑爆实验结果

4.2.3氮气抑爆实验结果

4.3实验结果分析

4.4本章小结

5结论

5.1主要结论

5.2成功与不足

致谢

参考文献

附 录