煤与瓦斯共存环境下高温煤尘引燃瓦斯的实验研究

摘要

为了有效防治高瓦斯矿井中煤燃烧引发瓦斯爆炸的事故，自主设计并搭建了多相燃爆高速同步成像测试实验系统，通过改变气体氛围及煤尘种类，实验研究了煤尘与瓦斯共存环境下高温煤尘引燃瓦斯的起爆特征、引燃温度、火焰传播过程及压力演化特征，并结合空气氛围下煤的燃烧特性对高温煤尘引燃瓦斯的起爆及爆炸传播机理进行了探讨．结果表明：煤尘受热后，挥发分燃烧阶段产生的高温明火可作为点火源引燃瓦斯气体；煤尘引燃温度随煤尘挥发分含量的增大而降低，随煤尘粒径的增大而增大，当煤尘中的水分含量过高时，水的吸热作用及对瓦斯燃烧链式反应的抑制作用会显著提升高温煤尘引燃瓦斯的难度；煤尘的脱挥发分作用可引起瓦斯爆炸传播过程中的二次点火现象，增大瓦斯爆炸的传播威力，且爆炸威力随着煤尘挥发分含量的增加而增加，随煤尘水分含量的增加而降低．

关键词

瓦斯爆炸 / 煤尘 / 点火温度 / 爆炸压力 / 火焰传播

基金资助

山西省基础研究计划（自由探索类）青年科学研究资助项目（202403021222362）; 山西科技学院科研启动经费资助项目（2023013）