甲烷爆炸特性及其抑爆技术研究

发布时间：2021-02-24 16:51

　　瓦斯爆炸事故是煤矿井下最常见同时也是最严重的事故。充入惰性气体抑制瓦斯爆炸是解决这一问题的有效技术方法。研究甲烷的爆炸特性和充注惰性气体后的抑爆机理和抑爆作用对于防治瓦斯爆炸事故有很重要的现实意义。本文通过查阅国内外抑爆技术的研究现状，对惰性气体抑制甲烷爆炸的机理进行了学习研究；利用安全中心自行建设的20L可燃气体爆炸特性测试装置进行实验，对甲烷的爆炸特性以及惰性抑爆剂氮气对甲烷爆炸压力的影响做了深入的研究，并通过实验对比研究了在甲烷空气混合气体中分别充注不同的惰性抑爆剂氮气和二氧化碳后对甲烷爆炸极限的影响。实验结果表明：（1）20L爆炸筒中不同体积分数的氮气环境下甲烷的爆炸压力随着加入氮气量的增加而减小。氮气可以对甲烷爆炸起到抑制作用，提高系统的相对安全性。实验中选取7%、9%和10%的甲烷的爆炸压力会随着氮气量的增加先缓慢降低，当氮气量分别达到30%、25%和20%的时候，压力陡然下降到零，甲烷爆炸被完全抑制。可见甲烷的爆炸压力受惰性抑爆剂的影响是比较显著的。（2）加入惰性气体后，甲烷在空气中的爆炸极限发生明显改变，爆炸下限上升，爆炸上限下降，且对爆炸上限的影响较爆炸下限更为显著。... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 实验研究的进展状况
        1.2.2 理论研究的进展状况
        1.2.3 可燃气体抑爆的研究理论
    1.3 本文的主要工作
2 可燃气体爆炸及其抑爆理论
    2.1 可燃性气体的爆炸形式
        2.1.1 可燃气体爆炸
        2.1.2 爆轰传播
    2.2 可燃气体爆炸的基本参数
        2.2.1 理论含氧量与理论混合比
        2.2.2 爆炸极限
        2.2.3 点火能
        2.2.4 燃烧速度
        2.2.5 火焰温度
        2.2.6 爆炸压力及最大爆炸压力
    2.3 气体爆炸机理
        2.3.1 分解爆炸性气体的分解爆炸
        2.3.2 爆炸混合性气体的爆炸
    2.4 气体爆炸的抑制
        2.4.1 爆炸抑制技术
        2.4.2 可燃气体爆炸抑制机理
        2.4.3 抑爆过程对爆炸压力的影响
3 实验系统组成及实验方法
    3.1 实验装置
        3.1.1 爆炸装置
        3.1.2 配气系统
        3.1.3 点火装置
        3.1.4 压力测量及动态数据采集系统
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验准备及注意事项
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 实验流程图
4 实验研究及结果分析
    4.1 惰性抑爆剂氮气对甲烷爆炸压力的影响
        4.1.1 实验结果
        4.1.2 实验结果分析
    4.2 不同惰性抑爆剂对甲烷爆炸极限的影响
        4.2.1 实验结果
        4.2.2 实验结果分析
5 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 本文的不足和展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯爆炸特性研究现状及发展方向[J]. 李润之,司荣军,张延松,王磊.  煤炭技术. 2010(04)
[2]惰性气体抑制矿井瓦斯爆炸的实验研究[J]. 王华,葛岭梅,邓军.  矿业安全与环保. 2008(01)
[3]煤矿瓦斯爆炸原因分析与防治对策[J]. 王健,杜贤流.  煤炭工程. 2006(09)
[4]粉尘爆炸的基本特征[J]. 李延鸿.  科技情报开发与经济. 2005(14)
[5]MGS型密封式隔爆水袋的研究[J]. 蔡周全.  矿业安全与环保. 2004(03)
[6]管道内甲烷火焰穿越水雾区的传播特性[J]. 陆守香,刘晅亚.  热科学与技术. 2004(02)
[7]H2,CO,CH4多元爆炸性混合气体支链爆炸阻尼效应[J]. 胡耀元,钟依均,应桃开,杨元法,陆美丽,朱凯汉,李勇.  化学学报. 2004(10)
[8]小距离煤层注氮防火抑爆技术[J]. 刘玉泉,林树山,韩宝东.  煤炭技术. 2004(04)
[9]激波与火焰的相互作用过程[J]. 范宝春,冮强,董刚,叶经方.  爆炸与冲击. 2003(06)
[10]惰性物对爆炸的遏制[J]. 胡栋,袁长迎,李萍,孙珠妹.  安全与环境学报. 2003(04)

硕士论文
[1]惰性气体对管道内预混火焰淬熄的研究[D]. 赵涛.大连理工大学 2009
[2]硅酸铝板抑制管内气体爆炸的研究[D]. 蔡涛.大连理工大学 2006
[3]管道内预混可燃气体爆炸抑制技术的研究[D]. 孟伟.大连理工大学 2005



本文编号：3049666