煤粉爆炸特性参数的实验研究(2)
3.4.3 极限氧浓度 21
3.5 本章小结 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 课题背景及意义
粉尘爆炸是化工、煤炭、冶金、木器加工等行业最常见的安全隐患。粉尘爆炸具有规模大且易发生二次爆炸的特点，所释放的能量比一般可燃气体和液体蒸汽要大很多，事故导致的人员伤亡和财产损失极为严重。因此，了解粉尘爆炸特性对预防和控制粉尘爆炸，对降低、消除工业灾害有重要意义。
对粉尘爆炸现象的认识，最早可追溯到1795年，CountMorozzo在分析一个面粉厂的爆炸事故[1]时，就已经注意到面粉本身发生爆炸的可能性。但是，在以后的相当长的一段时间内，人们对粉尘爆炸的危害和预防认识不够。随着生产力水平及自动化程度的提高，随着生产规模的不断壮大，粉尘爆炸的事故屡有发生。其发生频率和严重程度亦呈上升趋势。
1949年以来, 中国共发生死亡人数超过100人的煤矿事故22起, 其中11起爆炸事故有煤尘的参与, 8起爆炸事故是瓦斯和煤尘共同参与的[2]。据2005年M&MPC(Meleman Protection Consultations)对近年来发生的150起重大工业灾害事故的统计分析表明，业爆炸灾害高达60％，其中一部分是由于粉尘爆炸而引起的，如2005年11月黑龙江七台河发生的煤粉爆炸事故，导致164名工人死亡。因此，粉尘爆炸的危险性分析及相应防护措施研究对于预防和减少粉尘爆炸事故具有重要意义，然而粉尘爆炸猛度参数是进行相关研究的基础，很多学者对此进行了相应的研究。
美国的John E. Going 等[3]以烟煤、无烟煤、硬沥青、RoRo93、石松子、铁粉、铝粉为研究对象, 采用Fick1m3 爆炸室和匹兹堡20L爆炸室测量了两种极限爆炸参数- 最低爆炸极限和极限氧浓度。在20 L爆炸室中强点火源会使燃烧加速, 在较小容器中极限氧浓度稍小一些。20L中2kJ点火能量与1m3中10kJ点火能量产生的效果可以比拟。粉尘浓度对极限氧含量影响很大。
以上恶性事故，使得人们不得不对粉尘爆炸重视起来。最早进行系统研究的首推美国[4]。由Nagy Verakis[5]所著的《粉尘发展的爆炸与控制》一书，详细叙述了美国矿山局近百年来对粉尘爆炸的研究它对粉尘爆炸的研究方法、装置、粉尘点火、压力发展及防止爆炸都作了详尽的介绍。继美国之后，英国、法国、德国、日本、挪威以及许多其他欧洲国家也相继开展了这方面的研究。研究领域涉及染料、粮食、药物、饮料、金属、塑料、织物、木材等粉尘。而我国开展这方面的研究则在2世纪80年代，哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸、黄埔港粮食筒仓大爆炸等数次恶性爆炸事故之后[6]。
1.2 国内外研究情况
1.3 本文的工作
（1）本文中采用IS06184/1推荐的20L球型爆炸测试装置，对煤粉进行爆炸测试，以研究其爆炸参数及其变化规律；
（2）了解粉尘爆炸的基本原理，掌握20L爆炸球等实验设备的安全操作技能；
（3）测试煤的粉尘云的爆炸下限和氧极限浓度；
（4）测试得到煤的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率以及爆炸指数等爆炸性参数。
2 粉尘爆炸
2.1 粉尘爆炸概述
粉尘爆炸是可燃性粉尘在空气中浮游，当一种火源给予一定的能量后发生的爆炸。在煤矿坑道中的煤尘爆炸就是较典型的粉尘爆炸。在开放的空间中，发生粉尘爆炸的可能性较小，但在建筑物和配管贮槽及机器设备装卸散粮、小麦粉、淀粉、饲料粉等农产品，硫磺、石墨、硅化石灰等无机物品以及塑料粉、氧化反应放热的金属粉时，都可能发生粉尘爆炸[10]。
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