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煤尘的爆炸性
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煤尘爆炸产生的高温火焰对矿井安全有什么危害? 答:根据实验室测定,煤尘爆炸火焰的温度为1600~2000℃。煤尘爆炸时要释放大量的热量,依靠这些热量可使气体产物的温度高达2300~2500℃,在一端开口的无限长巷道内爆炸时,煤尘爆炸最大火焰的瞬间燃烧速度可达1120m/s。如此高温、火焰会烧伤烧死人员、烧毁矿山设备和资源引起瓦斯煤尘二次爆炸。

煤尘的爆炸性一、概述很多固体在正常状态下是不燃或难燃的,但是当它们被破碎成微细的粉尘时,就成为易燃的或有爆炸性的了。例如金属铝是不燃的,而铝粉则能燃烧和爆炸。又如块状的煤炭只能燃烧,煤尘则能爆炸。其原因为:固体破碎成微细的粉尘后,它与氧气的总接触面积大大地增加了,如边长10cm的立方体表面积为0.06m2,将之破碎为边长0.1mm的尘粒时,它的尘粒数为109,总表面积为60m2,增加到1000倍;尘粒表面能以吸咐氧气。某些粉尘(如煤尘)加热时,以迅速放出大量的可燃气体。二、煤尘的爆炸性煤尘的爆炸比瓦斯爆炸复杂。首先,煤是复杂的固体化合物,它的本身成分就影响煤尘的爆炸性。其次,瓦斯~空气爆炸介质的形成,可以是瓦斯本身扩散的结果,而煤尘爆炸时要求一定的能量用于形成爆炸浓度的含尘空气。矿井内这一过程或发生于火源出现前的采煤运煤过程中,或由于爆炸冲击波将落尘扬起。煤尘爆炸的机理:一般认为,煤炭本身存在着足够数量容易氧化的游离基(活化中心),所以常温条件下容易氧化,生成更多的游离基,使链反应得以持续。煤炭被破碎成微细的颗粒后,总表面积显著增加,吸氧和氧化能力也就大增强。受到外界高温热源的作用时,单位时间内能够吸收更多的热量,大约300~400OC时,就可以放出高温分解的可燃性气体,这些气体集聚在尘粒周围,形成气体外壳。当这个外壳内的气体达到一定浓度并吸收一定能量后,链反应过程开始,游离基迅速增加,就发生了尘粒的闪燃。如果这类尘粒氧化放出的热量,能有效地传递到周围的尘粒,并使之参与链反应,反应速度急剧增加,达到一定程度时,便发展为爆炸。三、煤尘爆炸的基本条件煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件:煤尘本身具有爆炸性。1、2004年版《煤矿安全规程》第一百五十一条规定:“ 新矿井的地质精查报告中,必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料。生产矿井每延深一个新水平,应进行一次煤尘爆炸性试验工作。煤尘的爆炸性由国家授权单位进行鉴定,鉴定结果必须报煤矿安全监察机构备案。煤矿企业应根据鉴定结果采取相应的安全措施。”2、煤尘爆炸性鉴定方法采用大管状煤尘爆炸鉴定仪装置进行鉴定,主要是用来测量煤尘燃烧与爆炸的火焰速度。见表3图片 1是根据煤的工业分析结果,计算挥发份指数,(即煤尘爆炸指数——煤的挥发份同煤中可燃物物质之比)来初步判断,一般说来,煤尘爆炸指数Vdaf>10%的煤尘属于爆炸性煤尘,Vdaf越大则爆炸性越强,Vdaf<10%属于无爆炸危险的煤尘。图片 2( 二)煤尘呈浮游状态,并达到一定浓度。只有当煤尘在空气中呈浮游状态并具有一定浓度时才能发生爆炸。能够形成爆炸的浮游状态并具有一定浓度时才能发生爆炸。能够形成爆炸的浮游煤尘浓度范围,叫煤尘爆炸界限。单位体积空气中,能够发生爆炸的最低爆炸煤尘浓度称为煤尘爆炸下限浓度;单位体积空气中,能够发生爆炸的最高爆炸煤尘浓度称为煤尘爆炸上限浓度。我国表明,煤尘爆炸下限浓度为45g/m3、上限浓度为1500~2000g/m3。有足以点燃煤法的热源。我国的煤尘爆炸引燃温度在610~1050OC之间,一般为700~800OC。四、煤尘爆炸的效应及危害煤尘爆炸同瓦斯爆炸相似,煤尘爆炸后可产生高温、高压,形成冲击波和火焰,并产生大量有害气体等。爆炸产生高温。煤尘爆炸时要放出大量的热能。据理论计算,爆炸瞬时的温度可达2300~2500 OC,实测也比较接近此值。高温能够引起矿井火灾、烧毁设备、烧伤人员,也是可能发生连续爆炸的主要热源。爆炸产生高压,煤尘爆炸的理论压力为735.5KPa,但实际发生爆炸时往往超过此值。另外,在有大量沉积煤尘的巷道中,爆炸压力随着离开爆源距离的增加会跳跃式的增大;如遇到障碍物或巷道断面突然变化及巷道拐弯时,爆炸压力也会有很大增高。爆炸高夺可损坏设备、推倒支架、造成冒顶和人员伤亡,使矿井遭受严重破坏。爆炸产生冲击波。煤尘爆炸时产生的高温火焰的传播速度为610 ~1800m/s,同时,伴随着火焰的传播,还将产生强大的冲击波,速度为2340m/s。冲击波不仅能使设备、支架、人员等遭受损害,还能够将途经巷道内的积尘扬起,被随之而来的火焰点燃,造成二次、三次等连续爆炸事故。隔爆设施便是根据冲击波与火焰速度差这一特点而研制和安设的。爆炸产生有害气体。煤尘爆炸能够产生大量的具有强烈毒性的一氧化碳CO,其浓度一般为2%~3%,最高可达8%~10%。这是煤尘爆炸或煤尘参与爆炸而造成大量人员伤亡的主要原因。五、影响煤尘爆炸的因素煤的挥发份煤的可燃挥发份越高,煤尘爆炸性越强,而且,挥发份越高,煤尘爆炸下限越低,越易爆炸。煤的灰分由于灰分是不燃物质,而且能吸收煤尘燃烧时放出的热量,起冷却作用。所以,灰分越高,煤尘爆炸性越低,但是当灰分较少(20%以下)时,影响不大,只有达到30%—40%时,爆炸性才明显减弱。煤尘粒度。凡粒径小于1mm的煤尘都能参与爆炸,但爆炸的主体是0.075mm以下的尘粒.粒径越小,爆炸性越强;但过于微小达到0.01mm时,因很快会被氧化而成为灰烬,反而爆炸性降低。煤的水分,水分能粘结尘粒、降低其飞扬能力,还能吸热降温和阻燃,因而能遏制煤尘爆炸的发生。应当指出,水分对抑制煤尘起爆的作用较大;但当爆炸已经发生时,水分的作用就很微弱了,即使煤尘水分达到25%,已呈稠泥状,仍能参与强烈爆炸。空气中的瓦斯浓度。瓦斯和煤尘同时存在时,会相应地降低各自爆炸下限。瓦斯浓度越高,煤尘爆炸下限越低。关键词:煤尘爆炸性

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