煤矿环境人体静电放电引爆瓦斯的研究
发布时间：2021-03-21 02:49
本文从煤矿安全生产方面面临的隐蔽性角度出发，分析了矿工在井下作业时会遇到的容易让人忽视的方面——人体动态静电放电，尤其是狭窄坑道出口处的人体动态静电放电对矿井安全的影响。通过设计人体ESD模型，研制开发“人体ESD放电模型引爆瓦斯实验系统”和模拟狭窄坑道的不锈钢筒还原煤矿狭窄坑道口的真实环境。得出以下结论：1.测定不同实验条件下的引爆瓦斯的条件：瓦斯气体占混合气体体积的5%16%；引火温度达到650℃750℃；氧气在混合气体中的浓度大于12%。这三个是必要条件，缺一不可，只有同时达到，才能发生瓦斯爆炸。2.人体动态动作对静电放电影响很大。若在充满瓦斯爆炸性气体的干燥的煤矿环境中，矿工在工作中突然脱衣、跌倒或做其他突然动作，很有可能会带来数千伏以上的人体静电电压。特别是在采煤区的狭窄坑道出口处，当行进中的矿工从宽敞的巷道进入狭窄的坑道时，人体的电位会突然升高，人体电容会突然变小，由此带来的静电放电电量会增大数倍，更容易引起坑道内的瓦斯爆炸。3.设计不锈钢筒模拟采煤区的狭窄坑道，让不同男生穿同一种抗静电靴和同一男生穿不同抗静电靴站在不锈钢筒中测对...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全国煤矿1981~2004年一次死亡10人以上事故历年发生次数曲线图
刷形放电易发生在带电电位较高的静电非导体与导体间。放电时有声光，放电通道在静电非导体表面附近形成许多分叉。火花放电在单位空间内释放的能量较小，引燃能力中等。见图1.7（c）。传播型刷形放电仅发生在具有高速起电的场合，当静电非导体的厚度小于8mm时，其表面电荷密度大于等于0.27mC/m2时较易发生传播型刷形放电。其放电时有声光，将静电非导体上一定范围内所带的大量电荷释放，放电能量大，引燃引爆能力非常强。见图1.7（d）。电场辐射放电的放电能力较小，引燃引爆能力也较小。因为只有气体在高电场强度的作用下才会发生电场辐射放电。当带电体周围的场强高达33MV/m时，才能放电，所以放电的可能性较小。1.3.2 静电放电的热效应静电放电是一个绝热过程，空气中?
现出某种极性电荷的积累，从而使人体对地电位不为零，对地具有静电能量。3.1. 人体 ESD 模拟电路图人体ESD模拟器原理由图3.1所示。我们选用了RC电路来模拟人体ESD模型。在用人体ESD引爆瓦斯模拟实验中，人体充放电引爆瓦斯混合气体都由人体ESD模型点火装置实施，当单刀双掷开关掷向b时，高压电源对C充电，则下列微分方程成立[33]：0 0q trdq dtC εq rC= ∫ ∫ (r为电源内阻)或dq qr rdt Cε = +该方程的解为：1 0 1 01 1t trC rCu u e q q e = = 或。 (1)当单刀双掷开关掷向f点时，fghd路闭合，人体电容C对电阻R放电，则满足微分方程：0dq qdt RC+ =该方程的解为:2 0tRCu u e =或2 0tRCq q e =。 (2)（1）式说明充电电压1u 或充电电量1q 随时间t变化的规律。（2）式说明人体的放电电压2u 或放电电量2q 随时间衰减的基本规律．由于选择干燥环境
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井瓦斯爆炸与预防[J]. 李国祯,李希建,刘玉玲. 工业安全与环保. 2011(06)
[2]煤矿瓦斯爆炸防治技术研究[J]. 于红,吴金刚. 煤炭技术. 2010(10)
[3]探析煤矿瓦斯爆炸的原因及其防治措施[J]. 胡方坤,杨林青,蒋谷硕. 煤炭技术. 2010(05)
[4]静电火花放电能量的测量实验研究[J]. 张玉广,董秀洁,陈旭,刘生满,黄犇犇,张景昌. 中原工学院学报. 2009(04)
[5]煤矿环境人体动态静电放电模型[J]. 张玉广,黄犇犇,刘生满,张景昌. 中原工学院学报. 2009(01)
[6]煤矿环境中人体ESD模型[J]. 王庭太,张玉广,张景昌,刘生满,杨林峰,张明,杨德红,高霞. 河北大学学报(自然科学版). 2007(06)
[7]煤矿瓦斯爆炸的条件与预防措施[J]. 徐梓铭,刘然,刘志坚. 煤炭科技. 2007(03)
[8]瓦斯抽放的意义和模式[J]. 吴小兵. 科技情报开发与经济. 2006(16)
[9]铁路危险品货场中人体静电放电隐患的测量与评估[J]. 刘明翔. 中国安全科学学报. 2006(02)
[10]浅谈地质构造对煤与瓦斯突出地带的控制[J]. 孙若山. 科技资讯. 2005(24)
博士论文
[1]可燃制冷剂爆炸理论与燃烧爆炸抑制机理的研究[D]. 田贯三.天津大学 2000
硕士论文
[1]煤矿用防护服面料的研究与设计[D]. 顾园.太原理工大学 2010
[2]煤矿瓦斯积聚处理专家咨询系统[D]. 张崇波.内蒙古科技大学 2009
[3]煤矿瓦斯爆炸预警技术研究[D]. 熊廷伟.重庆大学 2005
本文编号：3092173
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全国煤矿1981~2004年一次死亡10人以上事故历年发生次数曲线图
刷形放电易发生在带电电位较高的静电非导体与导体间。放电时有声光，放电通道在静电非导体表面附近形成许多分叉。火花放电在单位空间内释放的能量较小，引燃能力中等。见图1.7（c）。传播型刷形放电仅发生在具有高速起电的场合，当静电非导体的厚度小于8mm时，其表面电荷密度大于等于0.27mC/m2时较易发生传播型刷形放电。其放电时有声光，将静电非导体上一定范围内所带的大量电荷释放，放电能量大，引燃引爆能力非常强。见图1.7（d）。电场辐射放电的放电能力较小，引燃引爆能力也较小。因为只有气体在高电场强度的作用下才会发生电场辐射放电。当带电体周围的场强高达33MV/m时，才能放电，所以放电的可能性较小。1.3.2 静电放电的热效应静电放电是一个绝热过程，空气中?
现出某种极性电荷的积累，从而使人体对地电位不为零，对地具有静电能量。3.1. 人体 ESD 模拟电路图人体ESD模拟器原理由图3.1所示。我们选用了RC电路来模拟人体ESD模型。在用人体ESD引爆瓦斯模拟实验中，人体充放电引爆瓦斯混合气体都由人体ESD模型点火装置实施，当单刀双掷开关掷向b时，高压电源对C充电，则下列微分方程成立[33]：0 0q trdq dtC εq rC= ∫ ∫ (r为电源内阻)或dq qr rdt Cε = +该方程的解为：1 0 1 01 1t trC rCu u e q q e = = 或。 (1)当单刀双掷开关掷向f点时，fghd路闭合，人体电容C对电阻R放电，则满足微分方程：0dq qdt RC+ =该方程的解为:2 0tRCu u e =或2 0tRCq q e =。 (2)（1）式说明充电电压1u 或充电电量1q 随时间t变化的规律。（2）式说明人体的放电电压2u 或放电电量2q 随时间衰减的基本规律．由于选择干燥环境
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井瓦斯爆炸与预防[J]. 李国祯,李希建,刘玉玲. 工业安全与环保. 2011(06)
[2]煤矿瓦斯爆炸防治技术研究[J]. 于红,吴金刚. 煤炭技术. 2010(10)
[3]探析煤矿瓦斯爆炸的原因及其防治措施[J]. 胡方坤,杨林青,蒋谷硕. 煤炭技术. 2010(05)
[4]静电火花放电能量的测量实验研究[J]. 张玉广,董秀洁,陈旭,刘生满,黄犇犇,张景昌. 中原工学院学报. 2009(04)
[5]煤矿环境人体动态静电放电模型[J]. 张玉广,黄犇犇,刘生满,张景昌. 中原工学院学报. 2009(01)
[6]煤矿环境中人体ESD模型[J]. 王庭太,张玉广,张景昌,刘生满,杨林峰,张明,杨德红,高霞. 河北大学学报(自然科学版). 2007(06)
[7]煤矿瓦斯爆炸的条件与预防措施[J]. 徐梓铭,刘然,刘志坚. 煤炭科技. 2007(03)
[8]瓦斯抽放的意义和模式[J]. 吴小兵. 科技情报开发与经济. 2006(16)
[9]铁路危险品货场中人体静电放电隐患的测量与评估[J]. 刘明翔. 中国安全科学学报. 2006(02)
[10]浅谈地质构造对煤与瓦斯突出地带的控制[J]. 孙若山. 科技资讯. 2005(24)
博士论文
[1]可燃制冷剂爆炸理论与燃烧爆炸抑制机理的研究[D]. 田贯三.天津大学 2000
硕士论文
[1]煤矿用防护服面料的研究与设计[D]. 顾园.太原理工大学 2010
[2]煤矿瓦斯积聚处理专家咨询系统[D]. 张崇波.内蒙古科技大学 2009
[3]煤矿瓦斯爆炸预警技术研究[D]. 熊廷伟.重庆大学 2005
本文编号：3092173
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