煤尘爆炸

摘要： 现有关于煤尘爆炸固态残留物形貌特征的研究多为定性研究,为了定量化研究煤尘爆炸固态残留物的形貌特征,采用20 L球形爆炸系统进行了褐煤、长焰煤、气煤和无烟煤的煤尘爆炸实验,运用扫描电子显微镜结合Image Pro Plus软件对固态残留物的形貌特征进行定量分析。结果表明:褐煤煤尘爆炸的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率最大,燃烧持续时间最短;无烟煤煤尘爆炸的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率最小,但燃烧持续时间最长;与原始煤尘相比,4种煤尘爆炸固态残留物颗粒直径分布范围均明显扩大;残留物在次高阶和高阶圆度区域内的颗粒数量均有所增多;形态分型维数也均有所增大;其中,无烟煤煤尘爆炸固态残留物在高阶直径区域内和高阶圆度区域内的颗粒数量占比最多,形态分布的分型维数最大;褐煤煤尘爆炸固态残留物在高阶直径区域内和高阶圆度区域内的颗粒数量占比最低,形态分布的分型维数也最小。

摘要： 为了探明点火能量大小对煤尘爆炸火焰传播规律的影响,以褐煤粉为研究对象,采用哈特曼管在不同点火能量大小下对质量浓度为500 g/m^(3)的煤尘爆炸的火焰传播行为进行了实验研究.以高速摄影记录火焰传播过程,并通过数形结合的方法处理得到火焰前锋阵面传播距离和传播速度,以此来评估点火能量对火焰传播的影响.实验中煤尘爆炸火焰向管口和管底两个方向传播,管口方向火焰喷出管后在管口上端形成蘑菇云状火焰,管底方向火焰相较于管口方向传播速度较慢;3 J,5 J,8 J点火能量下,管口方向火焰前锋阵面最大传播距离分别为0.341 m,0.48 m,0.525 m,火焰传播速度分别在78.7 ms,62.3 ms,52.1 ms达到速度最大值4.72 m/s,5.91 m/s,5.48 m/s;管底方向火焰相较于管口方向火焰出现时间滞后,3 J,5 J,8 J点火能量下分别在140 ms,20 ms,10 ms时出现火焰,火焰前锋阵面传播距离随能量增大而增加,速度最大值分别为-1.625 m/s,-1.725 m/s和-1.75 m/s,均小于管口方向.实验结果表明,点火能大小对煤尘爆炸的火焰传播行为影响显著,同等条件下点火量能越大,火焰传播距离越远,传播速度越快,所造成的危害也越大.

摘要： 煤矿井下电缆和电气设备漏电,大功率无线电发射在金属支护和机电设备金属上感生电动势放电,均会产生电火花,进而引起矿井火灾、瓦斯和煤尘爆炸。尽早感知矿井电火花,并采取电火花防治措施,可避免或减少矿井火灾、瓦斯和煤尘爆炸。尽早感知矿井火灾及瓦斯和煤尘爆炸,及时应急救援,可减少人员伤亡和财产损失。提出了矿井电火花及热动力灾害紫外图像感知方法:在采煤工作面、掘进工作面和巷道,设置紫外摄像机、拾音器和空气压力传感器,实时采集矿井紫外图像、声音和空气压力;对紫外图像预处理;排除日光灯、白炽灯和LED灯干扰;判别有电火花紫外图像,进行电火花报警;判别有火灾紫外图像,进行火灾报警;有紫外图像,但判别不是电火花和火灾紫外图像,同时拾音器监测到爆炸音或空气压力传感器监测到空气压力突然升高,则发出瓦斯和煤尘爆炸报警。紫外图像受白炽灯和日光灯干扰大,受LED灯干扰小。随着LED灯在煤矿井下全面替代白炽灯和日光灯,煤矿井下各种照明和信号设备对煤矿井下紫外图像干扰小。因此,矿井电火花及热动力灾害紫外图像感知方法具有外部干扰小,可靠性高,同时感知电火花、外因火灾、瓦斯和煤尘爆炸多种灾害等优点。

摘要： 矿井通风安全是煤矿安全的核心和基础,是保障矿井安全生产的重要保证。在煤矿正常生产期间,为保证井下作业空间风量充足,防止风流中有毒有害气体浓度与粉尘浓度超标,避免火灾、粉尘灾害、瓦斯灾害事故的发生,须对通风系统进行监测与管控。在矿井发生瓦斯爆炸、煤尘爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等灾害时.

摘要： 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。

摘要： 为探究瓦斯煤尘爆炸特性及抑爆机理,本文通过一系列实验,研究瓦斯、煤尘爆炸的速度和温度等特征,提出利用图像相关系数法和辐射测温原理计算火焰传播速度及温度场变化,定量分析影响煤尘爆炸的因素以及产物变化规律,揭示煤尘爆炸的宏微观机制.结果表明:火焰分形维数可以用来反应瓦斯爆炸强度,即当分形维数更接近2.2937时爆炸反应最为强烈,其爆炸过程中自由基最终生成浓度与CH4初始浓度呈倒U型关系;当量比对煤粉火焰爆炸压力及速度也有一定影响,在最佳当量比的2倍左右时可以达到最大爆炸压力和最大火焰传播速度.另外本文亦采用泡沫陶瓷对瓦斯的多次爆炸和连续爆炸进行抑爆,发现不同厚度和孔隙的泡沫陶瓷具有不同的抑制效果,孔隙较大的泡沫陶瓷对爆炸能量有较好的抑制作用.

摘要： 在全透明有机玻璃管道中,利用同步控制系统、高速摄像系统和高速粒子成像测速系统(PIV),从爆炸超压、火焰传播速度、火焰温度和复合火焰演化规律等方面研究了不同瓦斯爆炸强度条件下诱导沉积煤尘爆炸特性和复合火焰传播特性,并分析了煤尘卷扬湍流特征.实验结果表明:3种工况下,随着甲烷体积分数的增加,爆炸超压和压力上升速率明显增高,压力峰值来临时刻减小,且当体积分数超过8.5％后,压力曲线和压力上升速率曲线出现明显的振荡特征;复合火焰传播速度远大于纯瓦斯爆炸工况,且复合火焰传播速度-位置曲线均呈波动上升特征;甲烷的体积分数越接近当量比,爆炸超压、波前流速、火焰锋面温度及其温度上升速率越高;甲烷体积分数为9.5％和8.5％时,复合火焰呈"倒钩形",之后很快出现火焰加速;而甲烷体积分数降至8.5％后,复合火焰亮度降低,结构呈现破碎和不连续的形态特点.PIV测试表明:甲烷体积分数为9.5％时,初始爆炸强度高,波前流速快,煤粉可随冲击波整体快速运动,卷扬区整体湍流强度较高,大大加快了煤粉与空气的混合速度,促进了卷扬煤粉的燃烧.较高的冲击波波前流速和火焰锋面温度2种参数相结合是造成甲烷/煤尘复合火焰不断加速的原因.

摘要： 煤矿采空区煤自燃高温区域可能导致甲烷/煤尘爆炸,有必要开展煤自燃诱发瓦斯/煤尘爆炸的研究.目前基于电火花诱发方式对瓦斯/煤尘爆炸特性的研究不能充分反映采空区内煤自燃诱发瓦斯/煤尘爆炸的特性,针对该问题,利用自主研制的40 L气体爆炸设备研究在高温热源表面点火方式下甲烷/煤尘爆炸特性.结果表明:①通过高温热源表面点火方式得到的甲烷/煤尘爆炸过程与甲烷/空气爆炸过程一致,均可分为3个阶段.②甲烷/煤尘的3个爆炸参数(爆炸压力、压力上升速率和爆炸温度)随甲烷浓度的变化规律一致,即先随着甲烷浓度的增加而升高,达到峰值后随甲烷浓度的增加而降低;当甲烷浓度小于转折浓度时,甲烷/煤尘的3个爆炸参数分别大于甲烷/空气相对应的爆炸参数;当甲烷浓度大于转折浓度时,甲烷/煤尘的3个爆炸参数分别小于甲烷/空气相对应的爆炸参数;由于煤尘的加入,甲烷/空气的3个爆炸参数的转折体积分数由11.5％分别降至9.5％,10.5％和9.5％,峰值分别增加了0.8％,6.9％和0.8％,且规律性下降.③由于点火方式不同,爆炸温度的变化规律不同:电火花引爆甲烷/煤尘后爆炸温度在下降阶段(Ⅲ阶段)再次出现升高的现象;高温热源表面引爆甲烷/煤尘后爆炸温度变化规律与未加入煤尘时保持一致.④ 对煤尘点燃温度预测函数进行了修正,修正后的拟合优度提高了20.05％;结合实验数据得到了煤尘在高温热源表面点火方式下的点燃温度预测函数.

摘要： 煤尘爆炸固态、气态残留物是分析起爆地点、传播路径的物证及部署救援工作的依据.采用20 L球形爆炸系统对不同浓度、不同粒径的褐煤煤尘进行爆炸实验,分析了褐煤煤尘爆炸固态残留物的粒度变化和气态残留物的可燃性.结果 表明:褐煤煤尘爆炸固态残留物的粒度范围较原始褐煤煤尘有所扩大;煤尘浓度一定时,随着煤尘粒径减小,褐煤煤尘爆炸固态残留物的D10变化率趋于负向增大,D50变化率在10％00～20％范围内波动,D90变化率趋于正向增大;煤尘粒径一定时,随着煤尘浓度增大,褐煤煤尘爆炸固态残留物的D10先减小后增大,而D50和D90不断增大;褐煤煤尘爆炸气态残留物中主要含有O2,CO,H2,CO2,CH4,C2 H6,C2 H4,C2 H2,C3 H6;随着煤尘粒径减小或浓度增大,气态残留物中O2和CO2含量不断减小,CO,H2及CH4等烃类气体含量不断增大;煤尘粒径一定时,100～200 g/m3浓度范围内的褐煤煤尘爆炸气态残留物的可燃性指数小于1,表明气态残留物不可燃,300～600 g/m3浓度范围内的褐煤煤尘爆炸气态残留物的可燃性指数大于1,表明气态残留物可燃;煤尘浓度一定时,180～250 μm粒径范围内的褐煤煤尘爆炸气态残留物的可燃性指数小于1,表明气态残留物不可燃,38～180 μm粒径范围内的褐煤煤尘爆炸气态残留物的可燃性指数大于1,表明气态残留物可燃;气态残留物中H2和CO含量是影响褐煤煤尘爆炸气态残留物是否可燃的关键因素,且H2的影响程度最大,CO次之.

摘要： 以同发东周窑矿为工程背景,采用实验方法研究常规湿润岩粉和表面改性岩粉对煤尘爆炸惰化效果.结果 表明:常规湿润岩粉对低煤尘浓度下的煤尘爆炸具有较好的惰化效果,而对高煤尘浓度下煤尘爆炸的惰化效果不明显.表面改性后的岩粉在两种煤尘浓度下均可对煤尘爆炸起到较好的惰化效果,且采用表面改性岩粉后,其高煤尘浓度下的煤尘爆炸可能性降低了82.8％.

摘要： 文章综述了煤尘的产生、危害、传统的防治技术和煤尘爆炸相关问题.重点介绍了新技术——干雾抑尘技术在防治煤尘爆炸方面的优越性.通过分析,干雾抑尘技术可以很好的防治煤尘爆炸问题.

摘要： 为明确ABC粉对煤尘-空气混合物爆炸的影响,利用内径为199mm、长度为29.6m的水平管道,对不同粉尘浓度和粒径分布的ABC粉的抑爆特性进行了实验研究.结果表明:在相同粒径范围下,ABC粉的抑爆效果优于CaCO3粉.当单个粉室中抑爆剂的装填量为15g时,煤尘爆炸超压在抑爆区间发生衰减,但通过抑爆区后重新增强;当装填量提高至40g时爆炸被完全抑制.不同粒径范围的ABC粉抑爆剂对管内煤尘-空气混合物爆炸的效果,随着平均粒径范围的减小而增强.

摘要： 提出了基于数字图像处理的煤尘爆炸性鉴定中瞬间火焰特征量的提取及分析方法.首先通过高速数码相机获得煤尘燃烧的瞬间火焰图像,并采用高速数字图像采集卡将火焰图像传输到计算机中,然后对图像进行预处理和背景分割,给出了基于梯度结合的OTSU背景分离技术在瞬间火焰图像中的具体求解方法,得到了图像中的火焰与加热电阻丝信息,再采用Kirsch算法与跟踪虫边界跟踪技术分别对火焰边缘与加热电阻丝边缘进行检测,获得被测煤样的最大火焰长度,解决了由于传统大管状煤尘爆炸性鉴定装置中存在人眼观测环节所带来的检测精度差、人为干扰因素多等问题.最后在检测精度验证与对比试验中验证了该技术的有效性.

摘要： 论述了煤尘爆炸特性参数的试验原理、测试方法、计算机测控技术和数据处理。通过对我国主要煤矿煤尘煤样爆炸特性参量的试验测定和试验数据的统计分析，并根据这些爆炸参量，从爆炸强烈度和着火敏感度两方面对我国煤矿煤尘的爆炸危险性进行了分析评价，该工作填补了我国在这方面的空白，具有创新性。试验数据的分析的结果对煤矿安全技术政策的制定和各矿区的安全生产均具有积极的指导意义。

摘要： 为探究磷酸二氢铵(MAP)颗粒对煤尘爆炸的抑制效果,采用Siwek20L球形爆炸容器测试了煤-MAP混合体系的爆炸极限和爆炸烈度特性,并用量热计考察了MAP对混合体系燃烧热的影响.MAP能提高煤尘爆炸下限,降低爆炸上限,从而显著缩减其可爆浓度范围;MAP含量增加,最大爆炸压力及升压速率均显著降低.并从MAP的物理与化学抑爆机制两方面阐述了MAP对煤尘爆炸极限、最大压力、危险浓度、燃烧速率及持续时间的影响规律.

摘要： 概述了煤尘爆炸的特征及尘肺病的危害,简述了国外防尘技术现状,介绍了河北金牛股份有限公司在防尘技术上的创新点及取得的良好防尘效果。

摘要： 煤矿尘害已成为煤矿井下最主要的安全问题,煤尘爆炸事故比瓦斯爆炸事故危害更大,尘肺病的人数已高达30多万,占全国尘肺总人数的一半左右。为此,中国煤矿近十年来在防尘技术方面取得了显著进步,研究出了综采工作面综合防尘技术、综掘工作面综合防尘技术、以及粉尘在线监测等技术。对这些技术进行了介绍,找出了存在的问题,提出了进一步努力的方向。

摘要： 沉积煤尘是产生煤尘爆炸的隐患,因此研究沉积煤尘的分布规律,对科学管理沉积煤尘,预防粉尘爆炸具有重要意义.通过对阳煤集团新景煤矿7206综采工作面回风巷沉积煤尘历时1月的测定,分析了煤尘沉积的特点和粒度分布规律,得出煤尘主要沉积在从工作面上风口到100 m处,沉积煤尘的粒径范围在1～100 μm,中位径为20～30 μm等重要结论.

摘要： 通过科学指导与实践经验，根据屯兰矿现有生产情况和存在的实际问题，设计一套安全高效的灾害预防设施与应对方案，并通过严格管理，预防瓦斯、煤尘爆炸以及透水等造成的重大特大事故的发生，将灾难降低到最小程度，促进煤矿安全生产。

摘要： 由于设备更新速度慢，先进技术的推广力度不够，是造成煤矿事故频发的主要原因，主要对煤矿井下三种灾害的原因及防治方法作了较为详细的介绍，对今后预防和防治煤矿井下灾害有重要的意义。

摘要： 本发明公开一种利用氮气和干粉抑制煤尘二次爆炸的实验装置，属于煤尘二次爆炸抑制领域；一种利用氮气和干粉抑制煤尘二次爆炸的装置包括配气点火系统、气固抑爆系统、数据采集系统和排气系统，通过泄爆膜将管道分别为瓦斯爆炸段I、中间段II和煤尘填充段III，配气装置在瓦斯爆炸段I添加甲烷‑空气预混气，点火装置在瓦斯爆炸段I点火，中间段II控制器接收到传感器的压力、温度和火焰信号后喷射氮气和干粉，实现对瓦斯一次爆炸的阻隔作用，进而实现对粉尘填充段III内瓦斯诱发粉尘二次爆炸的抑制。

摘要： 本发明公开了一种数字化煤尘爆炸瞬间火焰长度测定系统，包括用于引爆煤尘的高温加热起爆子系统、用于向高温加热起爆子系统送入煤尘的发尘子系统、用于煤尘爆炸瞬间火焰图像拍摄及数据采集的子系统和主控制单元；所述发尘子系统和高温加热起爆子系统与主控制单元电连接，并受主控制单元控制，所述图像拍摄及数据采集子系统与主控制单元电连接，并将采集到的图像数据输出到主控制单元中进行处理，另外，本发明还公开了一种数字化煤尘爆炸性测定方法，本发明将计算机图像处理分析技术用于煤尘爆炸所产生的火焰分析当中，较之现有的鉴定技术，其准确性和科学性得到大大提高，鉴定结果也更客观公正。

摘要： 本发明提出一种管道瓦斯爆炸引起沉积煤尘二次爆炸的实验装置与方法，本装置涉及管道，管道分为瓦斯爆炸段、无煤敷设尘段、煤尘敷设段和无煤尘段，瓦斯爆炸段分别与供气装置和清洁装置连通，瓦斯爆炸段设有火焰加速装置和点火装置，瓦斯爆炸段与无煤敷设尘段之间设有隔断件，无煤尘段设有泄压装置，管道上设有测试系统。本方法包括如下步骤：除尘、敷煤、抽真空、冲瓦斯、点火爆炸、再次除尘。本发明在瓦斯爆炸段管道内增设火焰加速环，加快火焰燃烧紊流状态，使爆炸快速转捩为爆轰，形成激波；增加一段无煤尘管道，隔离瓦斯爆炸段与煤尘爆炸段，更易辨识冲击波扬起敷设煤尘被随后到达的火焰点燃并引起二次爆炸的全过程。

摘要： 本发明公开了一种煤尘爆炸鉴定仪上的煤云爆炸观测设备，涉及一种煤尘爆炸观测装置。该装置有一包括由透明材料制成的圆管，在圆管的两端均开有观测孔，以观测孔为中心且和观测孔成90度的直角处的关闭两侧均设有刻度线，所述的刻度线为0～1000mm，刻度为1mm每格，直接雕刻圆管上。优点：结构简单、便于观察、操作方便、直观、快速、效果好、工作时长、耐高温、适用范围广。

摘要： 本发明公开了一种煤尘爆炸鉴定仪上的煤云爆炸观测装置，涉及一种煤尘爆炸观测装置。该装置有一由透明材料制成的圆管，在圆管的一端开有观测孔，以观测孔为中心且和观测孔成90度的直角处设有刻度线。优点：结构简单、便于观察、操作方便、直观、快速、效果好、工作时长、耐高温、适用范围广。

摘要： 本发明公开了一种数字化煤尘爆炸瞬间火焰长度测定系统，包括用于引爆煤尘的高温加热起爆子系统、用于向高温加热起爆子系统送入煤尘的发尘子系统、用于煤尘爆炸瞬间火焰图像拍摄及数据采集的子系统和主控制单元；所述发尘子系统和高温加热起爆子系统与主控制单元电连接，并受主控制单元控制，所述图像拍摄及数据采集子系统与主控制单元电连接，并将采集到的图像数据输出到主控制单元中进行处理，另外，本发明还公开了一种数字化煤尘爆炸性测定方法，本发明将计算机图像处理分析技术用于煤尘爆炸所产生的火焰分析当中，较之现有的鉴定技术，其准确性和科学性得到大大提高，鉴定结果也更客观公正。

摘要： 本发明属于煤矿瓦斯信息识别技术领域，公开了煤矿瓦斯煤尘爆炸事故调查决策支持系统、方法及应用。该方法包括：获取煤矿井下的瓦斯监控系统、人员定位系统、预警系统的实时数据；通过预设在巷道不同位置的传感器组实时监测煤矿井下不同位置点的数据；智能判定井下各位置受损程度及人员伤亡分布范围；根据辅助决策支持系统给出的设备设施受损程度及人员伤亡分布信息，结合最优路径规划模型，确定救援路线。本发明能够帮助事故调查组及救援人员及时获取井下事故破坏程度及波及范围，结合人员定位系统等确定人员伤亡情况及分布情况，合理及时的确定救援方案，节省救援时间，确保救援过程的及时性和有效性。

摘要： 本实用新型提出一种管道瓦斯爆炸引起沉积煤尘二次爆炸的实验装置，本装置涉及管道，管道分为瓦斯爆炸段、无煤敷设尘段、煤尘敷设段和无煤尘段，瓦斯爆炸段分别与供气装置和清洁装置连通，瓦斯爆炸段设有火焰加速装置和点火装置，瓦斯爆炸段与无煤敷设尘段之间设有隔断件，无煤尘段设有泄压装置，管道上设有测试系统。本实用新型在瓦斯爆炸段管道内增设火焰加速环，加快火焰燃烧紊流状态，使爆炸快速转捩为爆轰，形成激波；增加一段无煤尘管道，隔离瓦斯爆炸段与煤尘爆炸段，更易辨识冲击波扬起敷设煤尘被随后到达的火焰点燃并引起二次爆炸的全过程。

摘要： 本实用新型涉及一种瓦斯爆炸引发煤尘爆炸的模拟装置，包括顺次连接的模拟瓦斯爆炸室和模拟粉尘爆炸室；瓦斯爆炸室的端口由前端法兰密封，法兰盘面上设有安装瓦斯进气钢管和空气进气钢管的孔，瓦斯进气钢管通过三通阀连接一个真空泵和一个瓦斯气瓶，空气进气钢管通过转换头连接一个空气压缩机，室内设有点火电极，外部安装有真空压力表和瓦斯浓度传感器；粉尘爆炸室的端口由尾法兰密封，盘面中心焊接有排气钢管，粉尘爆炸室外部安装有安全阀，室内铺设有煤粉尘；瓦斯爆炸室和粉尘室的侧壁分别安装有视窗法兰，上方均设置有爆炸压力传感器。不仅可以演示煤矿井下瓦斯爆炸，还可以演示由于瓦斯爆炸而引发的煤尘二次爆炸，使用简单、安全。

摘要： 本实用新型公开了一种煤尘爆炸鉴定仪上的煤云爆炸观测装置，涉及一种煤尘爆炸观测装置。该装置有一由透明材料制成的圆管，在圆管的一端开有观测孔，以观测孔为中心且和观测孔成90度的直角处设有刻度线。优点：结构简单、便于观察、操作方便、直观、快速、效果好、工作时长、耐高温、适用范围广。