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含磷抑爆剂对煤尘爆炸抑制机理的原位分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 959-964页

作者：赵峰宇高伟聂仲恒姜海鹏大连理工大学化工机械与安全系精细化工国家重点实验室大连116024

煤炭是中国能源结构中至关重要的一部分,研究煤尘爆炸高效抑爆技术、揭示煤尘爆炸抑制机理,对保障中国经济持续增长和工业化进程持续加速具有重要作用。该文采用原位热解飞行时间质谱(in-situ Py-TOF-MS)深入分析了原煤与含植酸煤样的... 详细信息

煤炭是中国能源结构中至关重要的一部分,研究煤尘爆炸高效抑爆技术、揭示煤尘爆炸抑制机理,对保障中国经济持续增长和工业化进程持续加速具有重要作用。该文采用原位热解飞行时间质谱(in-situ Py-TOF-MS)深入分析了原煤与含植酸煤样的热解特性和产物分布。研究结果显示:含植酸抑爆剂能够显著降低煤尘热解过程中轻质可燃气体(主要为CH4和CO等)和有机挥发物(主要为烯烃、芳香类化合物、酚类化合物、二羟基芳烃)的含量。含植酸细水雾热解产生的主要化学抑爆组分包括[(HO)_(2)PO]_(2)O、PO(OH)_(3)和HOPO_(2)等,这些小分子含磷组分能够通过消耗H和OH等关键火焰自由基,有效终止爆炸链式反应。添加含植酸抑爆剂后,煤尘样品的放热量下降了15.8%,活化能从11.3 kJ/mol升高到16.4 kJ/mol。

关键词：原位热解飞行时间质谱煤尘爆炸含磷抑爆剂抑爆机理

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煤矿煤尘爆炸特性实验及影响因素分析

山西化工 2024年第4期44卷 152-154页

作者：常婕山西地宝能源有限公司山西太原030045

为进一步探究煤矿煤尘爆炸的主要特点,以20 L球形爆炸反应釜为基础设备,搭建煤矿煤层爆炸特性实验的主要装置进行实验测试,通过大量实验验证了不同煤尘中粒粒径和瓦斯浓度对爆炸压力及其变化情况的影响。结果显示,当煤尘中粒粒径处于较... 详细信息

为进一步探究煤矿煤尘爆炸的主要特点,以20 L球形爆炸反应釜为基础设备,搭建煤矿煤层爆炸特性实验的主要装置进行实验测试,通过大量实验验证了不同煤尘中粒粒径和瓦斯浓度对爆炸压力及其变化情况的影响。结果显示,当煤尘中粒粒径处于较低水平,或瓦斯与氧气之比可完全反应时,爆炸压力相对更高,变化也较为迅速,特别是瓦斯混合煤尘后的爆炸效果相对更为突出。初步探讨了相应的防范措施,以期为今后的煤矿开采和运输等环节提供一定的参考借鉴。

关键词：煤矿煤尘煤尘爆炸测试实验影响因素

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关于煤尘爆炸性鉴定和干扰因素的问题研究

内蒙古煤炭经济 2024年第11期 1-3页

作者：符见宇新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所新疆乌鲁木齐830000

近年来,在我国煤矿开采事故中,由于煤尘爆炸引起矿坑塌陷导致的事故数量占据一半以上。本文通过对煤尘爆炸性鉴定指标的研究,得出导致煤尘具有爆炸性的原因,并研究其干扰因素,提升煤尘爆炸性鉴定的科学性和精确度。

关键词：煤尘爆炸干扰因素煤质检测

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煤尘爆炸固态产物的矿物质特性研究

煤炭学报 2018年第11期43卷 3145-3153页

作者：钱继发刘贞堂洪森刘冠华刘浩雄中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

利用20 L球形爆炸装置对来自老虎台和新密矿区的2种煤尘进行爆炸实验,并对其爆炸固态产物进行收集分析。采用X射线衍射技术对2个矿区的煤尘原样和爆炸固态产物的矿物质特性进行分析研究。研究发现,煤尘爆炸后,爆炸固态产物中挥发分和固... 详细信息

利用20 L球形爆炸装置对来自老虎台和新密矿区的2种煤尘进行爆炸实验,并对其爆炸固态产物进行收集分析。采用X射线衍射技术对2个矿区的煤尘原样和爆炸固态产物的矿物质特性进行分析研究。研究发现,煤尘爆炸后,爆炸固态产物中挥发分和固定碳等有机组分较煤尘原样均明显减少,而主要由矿物质组成的灰分却明显增加;矿物质物相定性和定量分析结果表明,煤尘原样主要由高岭石、石英等常见矿物质组成;爆炸固态产物中的矿物质组成和含量均发生了明显变化,主要由稳定、耐高温的硅酸盐矿物和氧化物矿物组成;且通过对矿物质演化行为的分析认为煤尘爆炸固态产物应该是一种掺杂有部分煤尘原样颗粒的混合物,且与煤尘原样中的矿物质存在一定的转化关系。

关键词：煤尘爆炸固态产物矿物质演化行为

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受限空间煤尘爆炸残留气体特征分析

煤炭学报 2015年第7期40卷 1574-1579页

作者：刘贞堂张松山喜润泽郭汝林刘宝贝林松中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 宿迁南钢金鑫轧钢有限公司江苏宿迁223800

采用20 L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,研究了不同条件下煤尘爆炸后气体体积分数变化及生成规律。结果表明:爆炸残留气体成分及体积分数与煤尘浓度、粒径、点火能量以及煤尘变质程度关系密切。随煤尘浓度升高,爆炸后残留气体体积分数φ... 详细信息

采用20 L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,研究了不同条件下煤尘爆炸后气体体积分数变化及生成规律。结果表明:爆炸残留气体成分及体积分数与煤尘浓度、粒径、点火能量以及煤尘变质程度关系密切。随煤尘浓度升高,爆炸后残留气体体积分数φ(CH4),φ(CO),φ(H2)及φ(CO)/φ(CO2)呈上升趋势,φ(CO2)呈先上升后下降趋势。一定范围内随煤尘粒径减小,φ(CH4)增大,φ(CO)及φ(CO)/φ(CO2)呈减小趋势,当粒径小于25μm时,φ(CH4)急剧减小。随点火能量增大,φ(CH4)及φ(CO)增大,φ(CO)/φ(CO2)整体变化量不大,当点火能量大于10 k J时,φ(O2)明显减小。随煤尘变质程度增加,φ(CO)/φ(CO2)先增大后减小,φ(CH4)整体呈降低趋势,烟煤煤尘爆炸消耗的O2量较褐煤、无烟煤少。

关键词：受限空间煤尘爆炸残留气体成分变质程度变化规律

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瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸的数值模拟

爆炸与冲击 2010年第5期30卷 529-534页

作者：李润之煤炭科学研究总院重庆研究院重庆400037

建立了描述瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的物理和数学模型,借助流场模拟平台,对瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的过程进行了数值模拟;并把模拟值与实验值进行了对比;对爆炸过程中的速度场和温度场进行了深入的分析。通过比较分析爆炸压... 详细信息

建立了描述瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的物理和数学模型,借助流场模拟平台,对瓦斯爆炸卷扬沉积煤尘参与爆炸的过程进行了数值模拟;并把模拟值与实验值进行了对比;对爆炸过程中的速度场和温度场进行了深入的分析。通过比较分析爆炸压力、速度场以及温度场,认为模拟结果清楚地展现了沉积煤尘的扬起和爆炸过程,达到了瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸数值模拟的要求。

关键词：爆炸力学爆炸压力瓦斯爆炸煤尘爆炸温度场速度场

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管道中煤尘爆炸特性实验

煤炭学报 2010年第4期35卷 609-612页

作者：宫广东刘庆明胡永利白春华北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

在长度为32.4m、内径为199mm的圆形管道中采用强点火方式对甲烷-空气混合物及甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压传播规律及爆速进行了研究。研究结果表明:强点火条件下甲烷-空气混合物的最大爆压和爆速分别为4MPa、1766m/s,在标准状态瓦斯... 详细信息

在长度为32.4m、内径为199mm的圆形管道中采用强点火方式对甲烷-空气混合物及甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压传播规律及爆速进行了研究。研究结果表明:强点火条件下甲烷-空气混合物的最大爆压和爆速分别为4MPa、1766m/s,在标准状态瓦斯爆炸极限浓度外2.5%、4.1%、15.2%时也出现稳定爆轰。相同浓度甲烷-煤尘-空气混合物爆炸超压及爆速要大于甲烷-空气、煤尘-空气混合物,甲烷-煤尘-空气混合物在爆炸当量浓度时,随着煤尘浓度越大,瓦斯浓度越小,爆炸超压和爆速越小。

关键词：管道煤尘爆炸瓦斯爆炸强点火能量爆炸力学

基于20L球形爆炸装置的煤尘爆炸残留物研究

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中国矿业大学学报 2015年第5期44卷 823-828页

作者：刘贞堂张松山李忠辉赵恩来林松郭汝林中国矿业大学安全工程学院煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116

采用20L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,对3种煤尘在不同质量浓度下的爆炸气固态残留物进行了收集分析.通过对残留物SEM图像的形态特征分析,将残留物分为类原煤颗粒、类球形煤胞和残球形煤胞3类,半定量分析了3种形态残留物在不同质量浓... 详细信息

采用20L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,对3种煤尘在不同质量浓度下的爆炸气固态残留物进行了收集分析.通过对残留物SEM图像的形态特征分析,将残留物分为类原煤颗粒、类球形煤胞和残球形煤胞3类,半定量分析了3种形态残留物在不同质量浓度下的近似比例：在低质量浓度（100g/m3）时,残留物中类原煤颗粒所占比例最少且残留物容易结块,在最佳爆炸质量浓度（300~400g/m3）时类球形及残球形煤胞所占比例较高,高质量浓度（700g/m3）时类原煤颗粒所占比例较高.工业分析显示煤尘爆炸后挥发分、固定碳含量均减少,灰分含量大幅升高,水分含量变化较小,且变化量与煤尘变质程度密切相关.煤尘爆炸残留气体φ（CO）,φ（H2）及烃类气体体积分数随煤尘质量浓度升高有上升趋势,φ（CO2）呈先升后降趋势.

关键词：煤尘爆炸气固残留物 SEM/EDS 工业分析气体分析变化规律

不同变质程度煤尘爆炸压力特性变化规律实验研究

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爆炸与冲击 2019年第9期39卷 155-162页

作者：刘天奇李雨成罗红波沈阳航空航天大学安全工程学院辽宁沈阳110136 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000

为研究不同变质程度煤尘爆炸压力特性变化规律,以最大压力pmax和最大压力上升速率(dp/dt)max表征压力特性,使用近球形煤尘爆炸装置对褐煤、长焰煤、不黏煤和气煤的爆炸压力特性变化规律展开分析。研究发现:在4种煤尘样品中,褐煤的pmax和... 详细信息

为研究不同变质程度煤尘爆炸压力特性变化规律,以最大压力pmax和最大压力上升速率(dp/dt)max表征压力特性,使用近球形煤尘爆炸装置对褐煤、长焰煤、不黏煤和气煤的爆炸压力特性变化规律展开分析。研究发现:在4种煤尘样品中,褐煤的pmax和(dp/dt)max均最大,分别达0.71 MPa和65.69 MPa/s。随变质程度增大,长焰煤、不黏煤和气煤的pmax和(dp/dt)max均明显减小,说明以爆炸压力特性为标准,4种煤尘爆炸强度由高到低依次是褐煤、长焰煤、不黏煤和气煤。通过对比爆炸前后煤尘挥发分含量,得出参与爆炸的挥发分含量所占质量分数为46.28%~68.19%。在喷尘压力 p0=2.0 MPa,点火延迟时间t0=100 ms时,4种煤尘pmax值均达最大,分别为0.71、0.60、0.55和0.47 MPa。褐煤、不黏煤和气煤在 p0=2.0 MPa,t0=80 ms时(dp/dt)max达最大,而长焰煤则在 p0=2.0 MPa,t0=100 ms时(dp/dt)max达到最大。

关键词：煤尘爆炸压力特性喷尘压力点火延迟时间