半封闭管道中瓦斯与煤尘的耦合爆炸试验研究

简介：
本研究旨在通过实验分析半封闭管道内瓦斯与煤尘的混合物在不同条件下的耦合爆炸特性，探讨其危险性及防控措施。 瓦斯与煤尘耦合爆炸事故对煤矿工业的健康发展构成严重威胁。为了深入研究半封闭垂直空间内瓦斯和煤尘耦合爆炸的压力特性，我们设计并制造了一个包含爆炸腔、传播管道及配套设备在内的实验系统，并在该系统中收集了压力数据。 通过不同条件下（包括四种不同的煤尘浓度：25g/m³、50g/m³、100g/m³和200g/m³以及四种粒径大小的煤尘颗粒：45μm、75μm、106μm和150μm，且瓦斯体积分数为9%）的实验研究，我们分析了爆炸腔与传播管道中的最大爆炸压力及最大压力上升速率的变化规律。 实验结果显示： - 随着煤尘粒径减小，无论是爆炸腔还是传播管道的最大爆炸压力都会增大，在45μm时达到峰值；同时，这种变化在爆炸腔内表现得更为显著。此外，煤尘的粒径大小与传播管道内的最大压力上升速率呈线性关系。 - 随着煤尘浓度增加，两种空间中的最大爆炸压力和最大压力上升速率呈现先升后降的趋势，在达到峰值前，爆炸腔内的变化幅度大于传播管道。 - 当瓦斯体积分数小于9.5%，存在一个最优的煤尘浓度值使耦合爆炸产生的最大压力峰值出现；一旦超过这个最佳浓度，增加更多的煤尘对增强爆炸威力的作用将逐渐减弱。