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瓦斯爆炸水系抑制剂的实验研究

作　者: 林滢
导　师: 陈晓坤
学　校: 西安科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 瓦斯爆炸 超细水雾 火焰传播 感应期 火焰驻停
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 232次
引　用: 9次
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内容摘要


瓦斯爆炸严重威胁着我国煤炭工业的健康、持续发展。虽然国内外在瓦斯爆炸防治方面的研究已经有了较大的成果，但是目前涉及到在瓦斯爆炸三要素同时具备情况下控制矿井瓦斯混合气体不发生爆炸的新技术的研究还较少，而实现这种技术的首要问题就是要找到能够有效抑制瓦斯爆炸，并且经济环保的控爆材料。因此，寻找到一些合适的控爆材料，开发出相应的控爆技术，对于有效的控制瓦斯爆炸灾害，保障煤矿安全生产具有十分重要的意义。 本文利用超细水雾吸热效率高，阻隔辐射热作用强的特点，通过添加具有抑制自由基作用的NaHCO3、NaCl、KCl等化合物形成瓦斯爆炸水系抑制剂，运用自行搭建的小型爆炸实验台和高速摄影机，对CH4体积百分浓度约为9.5％的烷空混合气分别在超细清水雾以及超细NaHCO3、NaCl、KCl水雾气氛中的爆炸过程进行了系列实验，通过分析这几种超细水雾对瓦斯爆炸火焰的传播过程及爆炸感应期的影响，表明，在超细水雾气氛下，瓦斯的爆炸感应期明显延长，火焰在实验管道中传播的平均速率和最大速率显著降低，由于超细水雾对爆炸能量的损耗，使得火焰传播能量降低，火焰在实验管道中传播时还出现了火焰驻停现象，这表明超细水雾对瓦斯的爆炸传播过程具有一定的控制作用。最后得出，含有NaHCO3、NaCl、KCl的超细水雾对瓦斯爆炸的控制效果要优于超细清水雾的控爆效果，其中又以氯化钾超细水雾的控爆效果为最强。 利用超细水雾进行瓦斯爆炸控制实验的成功为进一步开发瓦斯爆炸水系抑制剂提供了重要的参考。

全文目录


1 绪论  8-19
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-16
    1.2.1 瓦斯爆炸防治技术现状  9-14
    1.2.2 抑爆、隔爆材料的研究  14-15
    1.2.3 水雾抑制瓦斯爆炸的研究  15
    1.2.4 小结  15-16
  1.3 研究的主要内容  16-17
  1.4 技术路线  17-19
2 瓦斯爆炸火焰的传播及其影响因素  19-30
  2.1 瓦斯爆炸三角形  19
  2.2 瓦斯爆炸机理  19-22
    2.2.1 链锁反应原理  20-21
    2.2.2 瓦斯爆炸的自由基理论  21-22
    2.2.3 瓦斯爆炸的热反应理论  22
  2.3 瓦斯爆炸火焰的传播及其危害  22-26
    2.3.1 瓦斯爆炸火焰的传播过程  22-23
    2.3.2 瓦斯爆炸火焰传播的主要影响因素  23-26
    2.3.3 瓦斯爆炸的危害  26
  2.4 煤矿爆炸性气体的安全参数  26-30
    2.4.1 爆炸性气体安全技术参数  26-28
    2.4.2 瓦斯爆炸界限及其主要影响因素  28-30
3 水系抑制剂控制瓦斯爆炸实验的条件及过程  30-54
  3.1 超细水雾的特性  30-33
    3.1.1 超细水雾的概念  30
    3.1.2 超细水雾的性质  30-32
    3.1.3 超细水雾的形成  32-33
  3.2 实验系统的构成  33-35
    3.2.1 实验管道系统构成  33-34
    3.2.2 FASTCAM-super 10KC高速摄影机  34-35
    3.2.3 其它实验设备  35
  3.3 瓦斯爆炸初期火焰传播特性的研究  35-43
    3.3.1 实验条件及过程  35-37
    3.3.2 图象处理软件简介  37-38
    3.3.3 实验结果及分析  38-42
    3.3.4 小结  42-43
  3.4 水系抑制剂控制瓦斯爆炸的实验研究  43-53
    3.4.1 抑爆剂的选择  43
    3.4.2 实验条件及过程  43-45
    3.4.3 实验结果  45-52
    3.4.4 小结  52-53
  3.5 本章结论  53-54
4 水系抑制剂控制瓦斯爆炸实验结果的分析  54-62
  4.1 感应期分析  54-56
    4.1.1 燃烧感应期  54-55
    4.1.2 爆炸感应期  55-56
  4.2 火焰平均速率分析  56-57
  4.3 火焰最大速率分析  57
  4.4 火焰驻停分析  57-60
  4.5 本章结论  60-62
5 结论  62-64
  5.1 主要结论  62-63
  5.2 展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
附录  68

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山安全与劳动保护 > 矿井大气 > 矿井瓦斯 > 瓦斯爆炸的预防与处理
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