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超细无机阻燃材料对瓦斯控爆效能的实验研究

作　者: 苏俊杰
导　师: 徐精彩；文虎
学　校: 西安科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 瓦斯爆炸 抑爆材料 火焰传播速度 氢氧化镁 氢氧化铝
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 7次
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内容摘要


我国煤矿的安全生产形势非常严峻，尤其是瓦斯爆炸事故，造成大量的人员伤亡和财产损失，引起政府的高度重视。当瓦斯爆炸三要素都满足的情况下，目前还没有一种材料和技术能有效的控制瓦斯爆炸。因此找到一种好的抑爆材料结合新的控爆技术，对于瓦斯爆炸灾害的防治具有十分重要的意义。 本文首先介绍国内外瓦斯爆炸防治、瓦斯爆炸控制技术及抑爆材料的研究现状，然后论述了瓦斯爆炸机理。通过对超细阻燃材料对瓦斯控爆的可行性分析，选用超细氢氧化镁和氢氧化铝阻燃材料作为抑爆剂进行实验研究。在自行搭建瓦斯爆炸试验台的基础上，用气流粉碎机把不同浓度的氢氧化镁、氢氧化铝超细粉体喷入瓦斯爆炸管道中，点火引爆预混爆炸性气体，并采用高速摄影仪拍摄出瓦斯爆炸火焰连续传播图片，对瓦斯爆炸初期火焰传播的特性、超细阻燃材料对瓦斯控爆效能进行研究。 实验一方面验证了瓦斯爆炸试验台的可行性，一方面检验了所选超细阻燃材料对瓦斯的控爆效果。实验结果得出当喷入超细氢氧化镁、氢氧化铝粉体后，衡量瓦斯爆炸的各个指标都有所改善，而且随着加入超细粉体浓度的增加，各指标越优越，其中氢氧化铝表现出更好的控爆效果。当氢氧化铝超细粉体浓度为56.781g／m~3时，瓦斯爆炸感应期与无粉体时相比较延长了226ms，火焰在管道内的传播时间延长了12ms，火焰峰值速度降低了20.612m／s，到达火焰速度峰值的时间延长了8ms。瓦斯爆炸实验台的搭建、调试完成和超细氢氧化镁、氢氧化铝阻燃材料对控制瓦斯爆炸实验的成果为进一步研究矿井瓦斯控爆技术和抑爆材料打下了一定的基础。

全文目录


1 绪论  8-15
  1.1 研究意义  8-9
  1.2 瓦斯爆炸防治研究现状  9-10
    1.2.1 防止瓦斯积聚  9-10
    1.2.2 防止瓦斯引燃  10
    1.2.3 防止瓦斯爆炸事故扩大  10
  1.3 瓦斯爆炸控制技术及抑爆材料研究现状  10-13
    1.3.1 自动阻爆技术  11
    1.3.2 煤矿隔爆棚  11-12
    1.3.3 惰化技术  12
    1.3.4 抑爆材料  12-13
  1.4 主要研究内容  13-14
  1.5 技术路线  14-15
2 瓦斯爆炸机理及超细无机阻燃材料控爆可行性研究  15-22
  2.1 矿井瓦斯爆炸机理与传播过程  15-18
    2.1.1 链锁反应着火理论  15-16
    2.1.2 瓦斯的点火与火焰传播  16-17
    2.1.3 火焰加速机理与爆轰  17-18
  2.2 超细无机阻燃材料对瓦斯控爆可行性研究  18-21
    2.2.1 无机阻燃剂的优势  18-19
    2.2.2 无机阻燃剂的超细化  19-20
    2.2.3 超细无机阻燃剂的表面改性  20
    2.2.4 无机阻燃剂的控爆机理  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 瓦斯爆炸火焰传播过程的实验研究  22-30
  3.1 实验装置  22-25
    3.1.1 瓦斯爆炸实验管道系统  22-24
    3.1.2 AO型台式微型气流粉碎机  24-25
    3.1.3 其它实验设备  25
  3.2 瓦斯爆炸火焰传播过程的实验研究  25-29
    3.2.1 实验步骤  25
    3.2.2 实验方法及参数  25-26
    3.2.3 实验结果及分析  26-29
  3.3 本章小结  29-30
4 超细Mg(OH)_2、Al(OH)_3阻燃材料控爆效能的实验研究  30-50
  4.1 氢氧化镁的阻燃、抑爆机理  30-31
  4.2 氢氧化铝的阻燃、抑爆机理  31-32
  4.3 实验选材及粒径分析  32-34
  4.4 实验步骤  34
  4.5 实验方法及参数  34-35
  4.6 实验结果与分析  35-46
    4.6.1 喷入粉体后管道内的现象  35-36
    4.6.2 爆炸感应期  36-37
    4.6.3 火焰传播速度变化趋势对比  37-42
    4.6.4 火焰传播峰值  42-43
    4.6.5 火焰传播平均速度  43-44
    4.6.6 爆炸火焰传播过程图  44-46
  4.7 超细阻燃材料控爆效能对比  46-49
    4.7.1 加入阻燃剂与无粉体瓦斯爆炸总体变化对比  46-47
    4.7.2 Mg(OH)_2系列和Al(OH)_3控爆效能对比  47-48
    4.7.3 阻燃剂粒径、浓度对瓦斯控爆影响对比  48-49
  4.8 本章小结  49-50
5 结论  50-52
  5.1 主要结论  50-51
  5.2 成功与不足  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-55
附录  55

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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
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