煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响_罗振敏
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矿井空气及其调节矿井是开采矿物资源的地下空间,由于其封闭性和特有的工作环境,其中的空气质量往往会受到重大影响,从而对工人的健康和安全造成威胁。
因此,矿井空气的调节问题至关重要,本文将从以下几个方面来探讨这一话题。
一、矿井空气中的常见危害因素矿井通常会存在以下危害因素:1. 二氧化碳:由于人员活动和机械设备运转等原因,矿井内CO2浓度很容易超标,低浓度的CO2会让人感觉头晕、乏力、心慌等,达到一定浓度时则会危及生命。
2. 一氧化碳:矿井内燃烧机械排放的废气可能含有一氧化碳,这种气体对人体神经系统和循环系统有害,一旦吸入过量,可能导致中毒。
3. 甲烷:井下煤矿开采过程中会释放出甲烷,这种气体是易燃易爆的,如果未能及时排除,将会成为重大安全隐患。
4.石棉矿尘:矿井挖掘过程中可能会产生石棉尘,这种尘埃对人体呼吸系统极其危害,长期暴露可能导致肺癌等疾病。
二、矿井空气质量调节的原则针对上述问题,矿井空气调节应遵循以下原则:1. 尽量减少危害因素的产生:通过科学管理和技术手段,对人员、设备、物料等各方面进行规范化操作,减少二氧化碳、甲烷等有害气体的产生。
2. 合理采用通风调节:通风是矿井空气调节的主要手段,应根据矿井的大小、采矿方式、安全要求等因素,合理设置通风系统,并定期进行维护和检修。
3. 监测和控制空气质量:在矿井内设置空气质量监测仪器,定期对空气中的氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体进行检测,并及时调节。
4. 进行应急处理:在矿井内发生异常情况时,如出现气体泄漏、火灾等,应及时采取应急措施,确保人员的安全。
三、矿井空气调节的具体方法1. 均流通风法:通过在矿井入口设置一定的风门,使空气在井内形成循环,从而减少二氧化碳和甲烷的浓度,增加氧气供应。
2. 分支通风法:通过分别引入新风和回风,使矿区内空气流动,有效消除矿井内有害气体,扩散新鲜空气。
3. 机械通风法:使用机械通风设备强制将新风引入矿井内,并将废气排出井外,可以快速达到通风效果,但是设备成本较高。
一氧化碳影响二氧化碳惰化甲烷爆炸的实验研究程方明;邓军【摘要】为了全面考察火灾产物一氧化碳对矿井瓦斯爆炸危险性的影响,采用标准的可燃气体爆炸极限测试装置,测试研究了CO影响CO2惰化抑制CH4爆炸的规律.分别测试分析了含有不同浓度CO时CH4在空气中的爆炸极限和CO2惰化条件下的CH4爆炸极限与临界参数,并绘制出CH4爆炸三角形分析图,研究了CO对CH4爆炸三角形位置及大小的影响.结果表明,少量CO气体可使空气中CH4的爆炸上限和下限均有所下降,爆炸危险度F值增大;CO气体的存在会导致CO2惰化抑制CH4爆炸的临界浓度升高,且随CO含量的增大呈线性增加,临界氧浓度随着CO 浓度的增大而降低;CO气体会引起CH4爆炸三角形向左下方移动和延伸,可爆区面积增大,不爆炸区面积缩小,窒息比明显提高,需要添加更多的惰性气体才能使CH4处于完全惰化状态.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】5页(P315-319)【关键词】瓦斯爆炸;一氧化碳;惰化;爆炸三角形【作者】程方明;邓军【作者单位】西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 710054;西安科技大学能源学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TD712矿井火灾、爆炸等灾害事故,在中国煤矿事故中占有相当大的比例[1],严重威胁矿井安全生产。
由矿井火灾引发的瓦斯爆炸是非常典型的一类爆炸事故,矿井火灾的气体产物参与瓦斯爆炸是这类事故的重要特点之一。
一氧化碳是煤自燃火灾产生的主要可燃性气体,因此一氧化碳对瓦斯爆炸的影响作用受到广泛关注,国内外学者已开展了相关研究。
例如,杨永辰等[2]研究了回采工作面采空区内CO参与瓦斯爆炸的过程;陈晓坤[3]、周西华[4]、罗振敏[5]等曾先后采用不同实验装置研究了CO对CH4在空气中的爆炸极限参数影响;邓军[6]、秦波涛[7]等研究了的CO,CH4等多组分混合气体的爆炸极限;邓军等[8]还研究了不同浓度CO对CH4爆炸超压特征的影响规律。
浅谈煤矿瓦斯爆炸条件与预防措施剖析煤矿煤尘爆炸条件煤矿瓦斯爆炸是一种常见的矿井灾害,其造成的人员伤亡和财产损失严重。
煤矿瓦斯爆炸的条件主要包括可燃性气体(甲烷)、氧气和潜在的触发源。
为了预防煤矿瓦斯爆炸,煤矿管理者和工作人员应采取一系列的预防措施。
本文将对煤矿瓦斯爆炸条件与预防措施进行剖析。
首先,煤矿瓦斯爆炸的条件之一是可燃性气体的存在。
瓦斯主要是指甲烷气体,在煤矿中会通过矿层或者岩层裂隙的气体释放出来。
甲烷是一种无色、无臭的可燃气体,具有较宽的可燃浓度范围。
当矿井中甲烷浓度超过其可燃范围的下限(5%)、上限(15%)时,就有可能发生瓦斯爆炸。
因此,对于煤矿来说,控制瓦斯的产生和积聚非常重要。
煤矿管理者应保持矿井通风系统的正常运行,通过通风装置将瓦斯排出矿井。
此外,要加强瓦斯探测与监测,及时发现并处理煤矿中的瓦斯积聚问题。
其次,煤矿瓦斯爆炸的条件之二是氧气的存在。
氧气是燃烧的必需物质,无法燃烧的物质一般不包含氧气。
当氧气浓度高于21%时,容易引发瓦斯爆炸。
因此,煤矿工作中应控制氧气浓度,避免过高的浓度。
煤矿管理者可以通过通风系统控制矿井中的氧气浓度,确保其在安全范围内。
此外,要严禁在煤矿中使用明火或者易燃物品。
对于需要使用火源的情况,应采取防爆措施,如使用防爆设备。
最后,煤矿瓦斯爆炸的条件之三是潜在的触发源。
触发源一般指矿井中的火源,如明火、电弧、火花等。
这些火源在矿井中可能引发瓦斯爆炸。
煤矿管理者应加强对矿井中火源的管控,禁止在矿井中使用明火和易燃物品,确保电气设备和线路的安全正常运行。
同时,煤矿工作人员应该接受必要的安全培训,并严格遵守工作规程,防止人为因素引发瓦斯爆炸。
总之,要预防煤矿瓦斯爆炸,煤矿管理者和工作人员要共同努力。
管理者应加强瓦斯和氧气浓度的监测和控制,保持矿井通风系统的正常运行。
工作人员要加强安全意识,严格遵守工作规程,不擅自使用明火和易燃物品。
只有全面采取这些预防措施,才能有效地控制煤矿瓦斯爆炸的发生,保障煤矿工作人员的生命安全和财产安全。
煤矿井下环境对甲烷催化元件性能影响的探讨摘要:本文研究了煤矿井下环境对甲烷催化元件性能的影响,包括温度、湿度、氧气含量等方面。
通过实验研究,发现甲烷催化元件在高温、高湿和低氧环境下性能明显降低。
同时,本文也探讨了如何提高甲烷催化元件在井下环境中的稳定性和可靠性。
关键词:煤矿;甲烷;催化元件;环境影响;稳定性Introduction煤矿是世界能源的重要来源之一,但同时也是一个危险的工作环境。
煤矿内甲烷气体是一种常见的危险因素,因为它容易引发爆炸。
甲烷是一种重要的温室气体,对环境也会造成负面影响。
因此,合理利用甲烷成为了当代煤矿工业中一项重要的工作。
催化元件是使甲烷燃烧更加有效的关键设备之一。
在井下环境中,催化元件的稳定性和可靠性对保证煤矿生产安全和环保非常重要。
因此,本文将从井下环境对甲烷催化元件性能的影响方面进行深入探讨,以期提高甲烷利用的效率和安全性。
先容甲烷催化燃烧技术是一种利用铂族金属催化剂催化燃烧甲烷的技术。
这种技术可以使甲烷的燃烧效率大大提高,同时也减少二氧化碳、一氧化碳等有害气体的排放,从而实现环保效果。
但是,在煤矿井下环境中,甲烷催化元件的性能会受到很多因素的影响,这些因素包括温度、湿度、氧气含量等。
实验结果发现,在高温环境下,甲烷催化元件容易发生脱铂现象,从而影响其催化效率。
高温环境下的高温氧化和热膨胀也使得催化元件的寿命缩短。
在高湿度环境下,水蒸气在反应过程中会与甲烷竞争吸附位点,降低催化元件的催化效率。
低氧环境会导致铂族金属催化活性下降,不利于甲烷的催化燃烧。
为了提高甲烷催化元件的稳定性和可靠性,可以考虑以下措施:一、优化催化元件的结构和组分,使其能够适应井下恶劣环境的要求,提高其催化效率和性能。
二、采用新型的催化剂,如离子液体催化剂、负载型催化剂等,以克服传统催化剂的一些不足之处。
三、改善井下环境,降低温度、湿度、提高氧气含量等,使得甲烷催化元件的性能得到提升。
结论甲烷催化元件在煤矿井下环境中的性能受到多种因素的影响。
煤矿可燃燃性气体爆炸氧浓度的技术研究氧气是燃烧与爆炸的三要素之一,如果能控制可燃性气体混合物中的氧含量,使其处于临界氧浓度氧体积百分数以外,就可以防止发生爆炸。
许多工业生产场合都将可燃性气体氧含量作为重要的安全技术指标。
而随着目前煤矿瓦斯爆炸事故的频繁发生,对煤矿瓦斯爆炸条件也有着广泛而深入地研究。
目前许多关于气体燃烧与爆炸的文献中对气体中氧的含量有一些论述,但是对于可燃性气体临界氧浓度的研究不是很多,对于混合气体氧浓度数据国内外还未见到文献报道。
因此本文就煤矿瓦斯的主要成分甲烷及甲烷混气进行了氧浓度的实验研究,得出的数据和结论对矿井瓦斯灾害的肪治和治理提供了一些理论基础。
1实验装置及原理1.1实验装置系统主要由4个部分组成:高压爆炸反应器、配气系统、点火系统和测量系统(实验装置图略)。
设备情况见文献。
1.2实验原理理论分析可知在可燃性混合气体中,当加入惰性气体,如二氧化碳、氮气,可燃性混合气体中的氧浓度会相应减小,同时会有效缩小可燃性混合气体的爆炸极限范围,使爆炸下限上升,而爆炸上限下降,爆炸范围最终聚为一点,超过此点混合气体即退出爆炸范围,此点则为可燃性混合气体的爆炸极限临界点,此点对应的氧浓度即为爆炸极限临界氧浓度。
如果加入的惰性气体能使可燃性混合气体中的氧浓度在临界值以下,无论可燃性气体与惰性气体含量发生任何变化,均不会发生爆炸。
1.3实验条件本实验选用纯甲烷、甲烷与氢气比例为10:1的混气、甲烷与乙烯比例为10:1的混气这三种气体,通过充入不同比例的二氧化碳或氮气对这三种气体的爆炸极限及氧浓度进行实验测定,得出这三种气体的爆炸极限及氧浓度变化图。
实验使用配气装置,将实验所需气体(采用分压比的方法进行配气)经过配气系统充入爆炸室充分混合,进行点火爆炸实验。
2实验结果与分析2.1甲烷、甲烷+氢气、甲烷+乙烯爆炸极限及氧浓度的对比分析从图1中看出随着二氧化碳气量的增加,氧气体积分数逐渐下降,甲烷混气爆炸极限范围逐渐缩小。
1、瓦斯空气混合气体的爆炸范围与爆炸地点温度表1-4-22、瓦斯空气混合气体爆炸范围与爆炸地点压力关系表1-4-73、点火能量对甲烷空气混合物爆炸极限影响表1-4-54、煤矿常见爆炸气体安全技术参数(可燃气体的爆炸界限)表1-4-8注:(1)自燃温度栏内无括号的数字系完全满足西德电气规范条件。
(2)括号数字(极限值)是文献【8】P43提供的。
(3)戊烷125H C :(1.40)~7.80;乙烯42H C :(2.75~28.60)(4)最低点燃温度:即瓶内气样直接发生燃烧时的瓶壁的最低温度。
(5)最小点燃能量:在压力为101.3kPa 和温度为20℃条件下的最易点燃的可燃气体与空气混合物刚能点燃时的能量定为最小点燃能量。
(6)最易点燃:在化学当量浓度时需要的点燃能量最小,即最易点燃。
(7)化学当量浓度:根据甲烷最终化学反应式,可燃气体与空气中的氧正好燃尽时的可燃气体的浓度,即为化学当量浓度。
各可燃气体与空气混合的爆炸界限及过量掺入N2或CO2时的爆炸临界点表1-45、可燃气体2H 、4CH 、CO 失爆所需的惰气量 表1-4-9注:红字未按2CO 与2N 分开(1)表1-4-10【3】P62给出了计算惰化爆炸混合气体所需要的惰性气体数量。
为了防止爆炸,在未知浓度的可燃性气体、空气及惰性气体混合物中,氧气或惰性气体浓度的最高或最低值如下表。
注:错误!未指定书签。
混合物温度20℃,压力101.3KPa ;错误!未指定书签。
惰化可燃气体用2CO 比2N 节省10%,但2N 易获得,故多用2N 较多。
【3】P61。
(2)关于(表1-4-10)5-1-9的说明:【3】P631)2max ,O C ——是使总混合物(可燃气体+空气+惰性气体)失爆的最大氧的浓度。
它表示在不知道可燃气体和惰性气体浓度条件下,刚刚能够阻止混合气体发生爆炸的氧化浓度。
如在表1-4-10中,在一个充满甲烷和空气混合气体的密闭区,其中甲烷的浓度不知道(可以任意浓度),在温度为20℃,101.3KPa 条件下,为保证密闭区甲烷不爆炸,采用2CO 时,只要保证2O <14.6%,即可使密闭区失去爆炸危险。
甲烷在空气中燃烧一、甲烷气体在空气中容易爆炸,为什么可以安静的燃烧?甲烷存在爆炸极限,当达到一定浓度的时候遇火便会爆炸,而超过这个浓度遇火便燃烧,甲烷的爆炸极限为5%~15%,其他一些气体也有爆炸极限如:大部分可燃气体,面粉也有爆炸极限.二、甲烷气体泄漏于大气中会造成怎样的环境问题?因为甲烷(ch4)与二氧化碳(co2)、臭氧(o3)、氟氯代烷(商品名为:氟利昂)等都是能产生温室效应的气体,如果将产生的甲烷气体直接排放到大气中,会引起温室效应。
但在实验的情况下所产生的甲烷气体并不是很多,使用在一般情况下,是可以的,因为虽然甲烷是温室气体,但是少量的甲烷气体对温室效应的影响不是很大,且甲烷没有毒性,不会造成环境污染问题。
三、甲烷一般存在于哪些地方?甲烷在自然界分布广泛。
甲烷是最简单的有机物,也是天然气、沼气、沼气池气(俗称煤气)的主要成分。
也是含碳量最小(含氢量最大)的碳氢化合物,是天然气、沼气、油田气、煤矿巷道气的主要成分。
它可用作生产氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸和甲醛的燃料和原料。
四、甲烷ch4气体的常识甲烷(ch4)为无色无臭的可燃气体,也是优质的民用燃料,自燃点为538℃,燃烧时呈蓝色火焰,最高温度可达1400摄氏度左右,纯甲烷的发热量为36.8kj/m⊃3;,沼气每立方米的发热量为23.4kj。
甲烷(ch4)和空气的混合气在点燃时会发生爆炸。
在空气的体积爆炸范围为5.3%~14.0%,质量的爆炸范围为35~93mg/l。
甲烷与氧气的混合气的体积爆炸范围为8.25% ~55.8%。
甲烷和氯气(cl2)的混合气,收到日光直射时,也容易引起爆炸。
在新鲜的空气中甲烷的爆炸极限一般为5.3%~15.0%。
当甲烷浓度低于5%时遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层;浓度高于15%时,在混合气体内遇有火源,不爆炸也不燃烧。
甲烷的爆炸极限并不是固定不变的,会受到许多因素影响,但一般通常认为是在常温下的,爆炸下限简称lel (lower explosion limited),甲烷含量是5%的。
煤矿可燃燃性气体爆炸氧浓度的技术研究随着工业化的发展,煤矿成为了人们生活和社会维持的重要能源来源。
然而,煤矿中存在大量的可燃气体,容易引发爆炸事故。
因此,研究煤矿可燃燃性气体爆炸氧浓度成为了一项十分重要的技术研究。
首先,需要了解可燃气体的类型和产生原因。
在煤矿中,可燃气体主要包括甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等,这些气体是由于地质构造和煤矿环境造成的。
其中甲烷是最常见的可燃气体,它在煤矿通风和矿工作业过程中经常被释放出来。
如果甲烷浓度超过5%且氧浓度在9%-15%之间,就会形成爆炸性混合气体。
然后,需要了解煤矿可燃燃性气体爆炸的条件。
煤矿可燃燃性气体爆炸需要满足三个条件:可燃气体浓度、氧浓度和点火源。
其中可燃气体浓度和氧浓度的比例很重要,只有在一定的比例下才会发生爆炸,而点火源则是引发爆炸的重要原因。
煤矿通风是防止可燃气体爆炸的有效手段之一,它可以将煤矿中的可燃气体排出并保持适当的氧浓度。
接下来,需要掌握可燃燃性气体爆炸氧浓度的测试方法。
可燃气体爆炸氧浓度测试方法主要有两种:实验室测试和现场测试。
实验室测试是在实验室中对可燃气体爆炸氧浓度进行测定,其优点是精确、可靠,但是不够真实。
现场测试则是将测试设备带到煤矿现场进行测试,优点是更加真实,但是可能会受到环境条件和矿工的影响。
最后,需要掌握预防可燃燃性气体爆炸的方法。
为了防止可燃燃性气体爆炸,煤矿需要采取一系列措施。
首先是通风系统的建设和维护,保证空气的流动和氧气的充足。
其次是定期对煤矿中的可燃气体进行监测和测定,及时采取措施。
同时,需要加强矿工的安全教育和培训,让他们了解危险,并学会避免不必要的操作和行为。
总之,煤矿可燃燃性气体爆炸氧浓度的技术研究是一项非常重要的工作,它直接关系到煤矿生产的安全和稳定。
需要加强对该方面的研究和实践,提高煤矿安全生产的水平。
泄压点火不同端管道内甲烷爆炸特性数值模拟罗振敏;毛文龙;张娟;程方明;王涛;万旭【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2017(043)011【摘要】结合气体爆炸传播机理,利用FLACS软件对泄压点火不同端两种方式(泄压口通径为25 mm和泄压口完全开放)下甲烷的爆炸过程进行数值模拟,获得了5种体积分数甲烷的爆炸特性参数,分析得出:两种不同泄压方式下,10%,9.5%,11%体积分数的甲烷爆炸特性变化趋势接近,7%,8%的甲烷较前三者有所延迟;5种甲烷在管道中心处的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、最大爆炸压力下降速率、温度峰值都随甲烷体积分数的增大而逐渐上升,在10%时达到最大,继续增加甲烷体积分数则出现下降趋势,最大爆炸压力时间变化趋势与其相反;管道中心处的爆炸产物浓度随着甲烷体积分数的增大而增大,与泄压方式无关;增大管道泄压口面积有利于爆炸压力以及爆炸高温高压气体的释放,使得各体积分数甲烷的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、最大爆炸压力下降速率、温度峰值均下降,到达最大爆炸压力的时间均增大.【总页数】6页(P13-17,29)【作者】罗振敏;毛文龙;张娟;程方明;王涛;万旭【作者单位】西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054;西部煤矿安全教育部工程研究中心西安710054【正文语种】中文【相关文献】1.点火位置对管道内油气泄压爆炸超压特性影响 [J], 李国庆;杜扬;王波;周艳杰;齐圣;魏树旺2.湍流状态下竖直管道内甲烷-煤尘预混特征及爆炸过程数值模拟 [J], 李海涛;陈晓坤;邓军;文虎;罗振敏;王秋红;张嬿妮;翟小伟3.管道内甲烷-空气预混爆炸燃烧的数值模拟 [J], 李帆;谭迎新4.小尺寸管道内二氧化碳抑制甲烷爆炸效果的实验及数值模拟 [J], 罗振敏;王涛;程方明;宋钰;吴慷5.圆柱体障碍物对密闭管道内瓦斯爆炸特性影响的数值模拟 [J], 罗振敏;吴刚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。