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矿井瓦斯爆炸控制材料的实验研究

作　者: 张辉
导　师: 徐精彩；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 控爆材料 火焰传播
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 277次
引　用: 7次
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内容摘要


我国煤矿日趋严重的瓦斯爆炸事故灾害严重威胁着井下工作人员的生命安全,制约矿井生产的发展,给煤炭企业带来沉重的负担。尽管瓦斯爆炸事故频繁发生,但目前国内外还没有一项技术能有效地控制三要素都具备的矿井瓦斯混合气体不爆炸。所以找到更好的控爆材料来结合新的技术来抑制瓦斯的爆炸,对于防止灾害的发生具有重要意义。 本文在自行搭建瓦斯爆炸实验台的基础上,采用高速摄影法,对瓦斯爆炸初期火焰传播的特性、惰性纳米粉体和二氧化碳惰性气体对瓦斯爆炸控爆效果进行研究。实验结果一方面在理论上验证了瓦斯爆炸实验管道的可行性,另一方面检验了所选材料的控爆性能和控爆效果。惰性纳米粉尘在一定程度上能够延长瓦斯爆炸感应期,减缓爆炸火焰传播速度等功效;二氧化碳惰性气体能够有效的控制瓦斯爆炸,并初步分析了二氧化碳控爆的机理。本文实验结果表明在常温、常压的情况下,当二氧化碳惰性气体浓度超过21%时,即使瓦斯爆炸三要素的条件全部满足,爆炸混合气体仍然是去爆炸性。瓦斯爆炸实验台的搭建、调试完成和二氧化碳惰性气体的控制瓦斯爆炸实验的成功为进一步研究矿井瓦斯控爆技术和控爆材料打下了一定的基础。

全文目录


1 绪论  7-14
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 防治瓦斯爆炸  8-9
    1.2.2 隔爆、抑爆技术及其材料  9-10
    1.2.3 小结  10-11
  1.3 主要研究内容  11-12
  1.4 技术路线  12-14
2 瓦斯爆炸的过程及影响因素分析  14-28
  2.1 矿井瓦斯爆炸及其机理  14-19
    2.1.1 链式反应与链载体  14-15
    2.1.2 链式反应过程的构成  15-16
    2.1.3 瓦斯爆炸的基元反应方程式  16-17
    2.1.4 甲烷的催化氧化  17-19
  2.2 瓦斯爆炸三要素  19
  2.3 瓦斯爆炸的传播及其后果  19-25
    2.3.1 瓦斯爆炸的传播过程  19-21
    2.3.2 瓦斯爆炸过程的主要影响因素  21-22
    2.3.3 瓦斯爆炸的后果  22-25
  2.4 煤矿爆炸性气体的安全参数  25-28
    2.4.1 爆炸性气体安全技术参数表  25
    2.4.2 爆炸界限及其主要影响因素  25-28
3 纳米粉体材料控制瓦斯爆炸的实验研究  28-51
  3.1 粉体材料的抑爆机理  28-29
    3.1.1 抑爆机理  28-29
    3.1.2 抑爆材料的浓度对瓦斯爆炸的影响  29
    3.1.2 抑爆剂粒度对瓦斯爆炸的影响  29
  3.2 纳米粉体材料的特性  29-34
    3.2.1 纳米材料的特性  29-31
    3.2.2 纳米粒子的小尺寸效应和表面效应的应用  31-32
    3.2.3 纳米颗粒团聚的控制  32-34
  3.3 实验系统的构成  34-37
    3.3.1 瓦斯爆炸实验管道系统  34-35
    3.3.2 AO 台式微型气流粉碎机  35-36
    3.3.3 其它实验设备  36-37
  3.4 瓦斯爆炸初期火焰传播特性的研究  37-42
    3.4.1 实验条件  37-38
    3.4.2 实验结果及分析  38-42
    3.4.3 小结  42
  3.5 纳米粉体控制瓦斯爆炸的实验研究  42-50
    3.5.1 实验选材  42
    3.5.2 实验过程和条件  42-43
    3.5.3 实验结果  43-48
    3.5.4 结果分析  48-49
    3.5.5 小结  49-50
  3.6 本章结论  50-51
4 二氧化碳控制瓦斯爆炸的实验研究  51-60
  4.1 惰气控爆机理  51-52
  4.2 二氧化碳气体的特性  52
  4.3 二氧化碳控爆的实验研究  52-58
    4.3.1 实验过程和条件  52-53
    4.3.2 实验结果  53-57
    4.3.2 结果分析  57-58
  4.4 本章结论  58-60
5 结论  60-62
  5.1 主要结论  60
  5.2 成功与不足  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
附录  66-78

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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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