初始瓦斯浓度对爆炸灾害性影响研究
发布时间：2021-04-11 23:42
煤矿瓦斯爆炸造成的主要灾害有爆炸后产生气体的毒害性,及爆炸过程中的高温灼烧、高压损伤等。受初始瓦斯浓度的影响,爆炸的灾害性会不同。目前国内外有关爆炸后毒害气体组分及爆炸过程中温度、压力的变化规律的研究较少。鉴于此,本文通过实验研究了不同初始瓦斯浓度对爆炸后毒害气体组分的变化及爆炸过程中温度和压力的影响。通过研究发现:在定容的实验条件下,初始瓦斯浓度达到9%后,爆炸后会有H2产生;初始瓦斯浓度达到9.06%后,会有CO产生;高浓度瓦斯爆炸后的混合气体存在二次爆炸的风险;瓦斯爆炸过程中温度、温升速率及温度延迟时间随初始瓦斯浓度的变化呈一定的变化规律;受初始瓦斯浓度等条件的影响,初始瓦斯浓度在12%时,爆炸温度达到最高;爆炸过程中的压力的最大值与初始瓦斯浓度满足近似呈二次函数的关系;爆炸压力在一定程度上影响了温度的变化。研究成果可为瓦斯爆炸后灾害的控制、救援及事故调查夯实理论基础。
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
0L气体爆
煤炭科学研究总院硕士学位论文12b)20L爆炸罐体实物图c)气体爆炸特性测试系统图2.120L气体爆炸特性测试系统Fig2.120Lgasexplosioncharacteristictestsystem②实验配气系统实验所用的CH4气体和干燥空气如图2.2a所示。由于按照压力配比法配制的瓦斯气体的浓度与实际测试的浓度数值有一定的偏差。因此在实验过程中需要对配制的瓦斯气体的浓度进行调整，实验借助GJG100J(C)型管道用激光CH4传感器（如图2.2b所示）对配制的气体进行分析，并根据实验所需浓度的数值调整混合气体的浓度，进而达到准确配气的目的。a)实验用气b)GJG100J(C)型管道用激光CH4传感器图2.2实验用气和传感器Fig2.2ExperimentalgasandsensorGJG100J(C)型管道用激光CH4传感器的原理是采用可调谐激光光谱吸收技术，对待测气体进行准确的测量。传感器的激光原件采用目前国际最先进的光电混合集成技术，具备高精度、高可靠、高密度的优点。当罐体中的CH4气体浓度发生变化时，激光原件做出相应的反应，输出信号经过处理后，送往单片机进行数据处理。传感器根据气体浓度的变化完成传感器的显示、信号输出、报警等功能，可适用于对含有CH4气体的领域，可完全适用于本实验测试罐体中瓦斯浓度。其工作原理如图2.3所示，主要技术指标如表2.1所示。
煤炭科学研究总院硕士学位论文14气相色谱仪气体分析界面如图2.4c所示。a）气相色谱仪b）标准气体c)气相色谱仪分析界面图2.4GC9560气相色谱仪Fig2.4GC9560GasChromatograph（2）实验方法实验在20L爆炸罐中进行，测试不同初始瓦斯浓度条件下爆炸后毒害气体的变化规律并进行分析。实验过程中的参数为：压力为1.2atm、温度为25℃、瓦斯浓度为5.5%~14.5%，点火能量为10J，整个实验系统如图2.5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度压力耦合对瓦斯爆炸危险度的影响研究[J]. 朱丕凯,司荣军. 中国煤炭. 2019(01)
[2]甲烷爆炸冲击波作用下密闭管道内动物损伤效应试验研究[J]. 王海宾,赵英虎,高莉,谭迎新,王林变,杨柳. 兵工学报. 2018(08)
[3]瓦斯爆炸后空间温度分布及热危害区域分析研究[J]. 段玉龙,余明高,姚新友,裴蓓,王海燕. 中国安全生产科学技术. 2018(01)
[4]密闭直管内瓦斯爆炸温度和压力的实验研究[J]. 贾进章,冯路阳. 爆破器材. 2018(01)
[5]球形容器内甲烷-空气爆炸特性分析与理论计算[J]. 陆胤臣,陶刚,张礼敬. 爆炸与冲击. 2017(04)
[6]瓦斯爆炸动态特性测试系统及应用[J]. 崔建霞,陈烁,史彭涛. 煤矿安全. 2017(06)
[7]管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟研究[J]. 祝钊. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[8]封闭空间内瓦斯浓度对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响[J]. 李祥春,聂百胜,杨春丽,陈金伟. 高压物理学报. 2017(02)
[9]中尺度管道内瓦斯爆炸最高温度联合预测研究[J]. 徐海霞,张斌. 煤炭技术. 2016(08)
[10]瓦斯浓度对封闭空间内爆炸致灾性气体的影响[J]. 李祥春,聂百胜,杨春丽,陈金伟. 中国安全科学学报. 2016(01)
博士论文
[1]初始温度和初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 高娜.南京理工大学 2016
[2]煤矿火区瓦斯爆炸危险性演化规律研究[D]. 李诚玉.辽宁工程技术大学 2015
[3]甲烷爆炸冲击波对动物损伤研究[D]. 王海宾.中北大学 2015
[4]点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 李润之.山东科技大学 2010
硕士论文
[1]低浓度瓦斯着火温度与火焰传播特性的实验研究[D]. 刘丽丽.太原理工大学 2016
[2]密闭空间瓦斯爆炸温度与压力变化规律研究[D]. 李鹏.辽宁工程技术大学 2015
[3]受限空间内瓦斯爆炸过程的反应动力学特性研究[D]. 李艳红.辽宁工程技术大学 2012
[4]瓦斯爆炸及催化氧化的机理研究[D]. 胡婷婷.山西大学 2010
[5]瓦斯气体爆炸过程的仿真模拟[D]. 杨玉铭.中北大学 2008
[6]球形密闭容器内可燃气体爆炸过程的数值模拟[D]. 严清华.大连理工大学 2004
本文编号：3132176
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
0L气体爆
煤炭科学研究总院硕士学位论文12b)20L爆炸罐体实物图c)气体爆炸特性测试系统图2.120L气体爆炸特性测试系统Fig2.120Lgasexplosioncharacteristictestsystem②实验配气系统实验所用的CH4气体和干燥空气如图2.2a所示。由于按照压力配比法配制的瓦斯气体的浓度与实际测试的浓度数值有一定的偏差。因此在实验过程中需要对配制的瓦斯气体的浓度进行调整，实验借助GJG100J(C)型管道用激光CH4传感器（如图2.2b所示）对配制的气体进行分析，并根据实验所需浓度的数值调整混合气体的浓度，进而达到准确配气的目的。a)实验用气b)GJG100J(C)型管道用激光CH4传感器图2.2实验用气和传感器Fig2.2ExperimentalgasandsensorGJG100J(C)型管道用激光CH4传感器的原理是采用可调谐激光光谱吸收技术，对待测气体进行准确的测量。传感器的激光原件采用目前国际最先进的光电混合集成技术，具备高精度、高可靠、高密度的优点。当罐体中的CH4气体浓度发生变化时，激光原件做出相应的反应，输出信号经过处理后，送往单片机进行数据处理。传感器根据气体浓度的变化完成传感器的显示、信号输出、报警等功能，可适用于对含有CH4气体的领域，可完全适用于本实验测试罐体中瓦斯浓度。其工作原理如图2.3所示，主要技术指标如表2.1所示。
煤炭科学研究总院硕士学位论文14气相色谱仪气体分析界面如图2.4c所示。a）气相色谱仪b）标准气体c)气相色谱仪分析界面图2.4GC9560气相色谱仪Fig2.4GC9560GasChromatograph（2）实验方法实验在20L爆炸罐中进行，测试不同初始瓦斯浓度条件下爆炸后毒害气体的变化规律并进行分析。实验过程中的参数为：压力为1.2atm、温度为25℃、瓦斯浓度为5.5%~14.5%，点火能量为10J，整个实验系统如图2.5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度压力耦合对瓦斯爆炸危险度的影响研究[J]. 朱丕凯,司荣军. 中国煤炭. 2019(01)
[2]甲烷爆炸冲击波作用下密闭管道内动物损伤效应试验研究[J]. 王海宾,赵英虎,高莉,谭迎新,王林变,杨柳. 兵工学报. 2018(08)
[3]瓦斯爆炸后空间温度分布及热危害区域分析研究[J]. 段玉龙,余明高,姚新友,裴蓓,王海燕. 中国安全生产科学技术. 2018(01)
[4]密闭直管内瓦斯爆炸温度和压力的实验研究[J]. 贾进章,冯路阳. 爆破器材. 2018(01)
[5]球形容器内甲烷-空气爆炸特性分析与理论计算[J]. 陆胤臣,陶刚,张礼敬. 爆炸与冲击. 2017(04)
[6]瓦斯爆炸动态特性测试系统及应用[J]. 崔建霞,陈烁,史彭涛. 煤矿安全. 2017(06)
[7]管道瓦斯爆炸流场及其影响因素数值模拟研究[J]. 祝钊. 中国矿业大学学报. 2017(02)
[8]封闭空间内瓦斯浓度对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响[J]. 李祥春,聂百胜,杨春丽,陈金伟. 高压物理学报. 2017(02)
[9]中尺度管道内瓦斯爆炸最高温度联合预测研究[J]. 徐海霞,张斌. 煤炭技术. 2016(08)
[10]瓦斯浓度对封闭空间内爆炸致灾性气体的影响[J]. 李祥春,聂百胜,杨春丽,陈金伟. 中国安全科学学报. 2016(01)
博士论文
[1]初始温度和初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 高娜.南京理工大学 2016
[2]煤矿火区瓦斯爆炸危险性演化规律研究[D]. 李诚玉.辽宁工程技术大学 2015
[3]甲烷爆炸冲击波对动物损伤研究[D]. 王海宾.中北大学 2015
[4]点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D]. 李润之.山东科技大学 2010
硕士论文
[1]低浓度瓦斯着火温度与火焰传播特性的实验研究[D]. 刘丽丽.太原理工大学 2016
[2]密闭空间瓦斯爆炸温度与压力变化规律研究[D]. 李鹏.辽宁工程技术大学 2015
[3]受限空间内瓦斯爆炸过程的反应动力学特性研究[D]. 李艳红.辽宁工程技术大学 2012
[4]瓦斯爆炸及催化氧化的机理研究[D]. 胡婷婷.山西大学 2010
[5]瓦斯气体爆炸过程的仿真模拟[D]. 杨玉铭.中北大学 2008
[6]球形密闭容器内可燃气体爆炸过程的数值模拟[D]. 严清华.大连理工大学 2004
本文编号：3132176
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