煤粉爆炸特性参数的实验研究(3)
通过对煤粉爆炸原理的分析，结合部分煤粉爆炸事故的分析，得出了几个有效的预防吗，煤粉爆炸的措施，为以后预防类似煤类爆炸的发生提供依据和参考。
2.2 粉尘爆炸机理
粉尘爆炸是粉尘粒子表面与氧发生的反应，同气体爆炸一样，是助燃性气(空气)和可燃物均匀混合后进行的反应。而成块的可燃物周围存在助燃性气体时，以不均匀状态进行反应，正好可看成处在气体爆炸和火药爆炸中间。爆炸放出的能量，其最大值可为气体爆炸的几倍。但是粉尘爆炸与气体爆炸和火药爆炸不同，要求的发火能量远远大于气体爆炸和火药爆炸。
粉尘爆炸的过程如下：
（1）给予粒子表面热能，表面温度上升；
（2）粉尘粒子表面分子热分解，或起干馏作用，成为气体，在粉尘粒子周围放出；
（3)放出的气体与空气混合，形成爆炸性混合气体，发火，发生爆炸；
（4)由火焰产生的热量，促进粉粒的分解，放出可燃性气体，与空气混合发火传播。
粉尘爆炸归根结底属气相爆炸，不妨可看作粉尘本身中贮藏可燃性气体。爆炸过程中，使粒子表面温度上升是条件，热传导，还有附带产生的热幅射对爆炸过程具有较大的作用，这就是粉尘爆炸与气体爆炸的不同之处。与气体爆炸相比，尽管粉尘爆炸需要较大的点火能量，但诸如机械火花，表面高温，甚至静电场均会成为有效点火源。显然，要从技术上彻底消除粉尘爆炸几乎是不可能的。
上述的着火过程是在微小的粉尘粒子处于悬浮状态的短时间内完成的。对于较大的粉尘粒子，由于其悬浮时间短，不能着火，或者有时只是粒子表面烧焦或根本没有燃烧过[11]。煤炭被破碎成微细的颗粒后，总表面积显著增加，吸氧和被氧化的能力大大增强，受到外界高温热源作用时，单位时间内能够吸收更多的热量，大约300一400℃时，煤尘经干馏放出大量的可燃性气体，主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1％左右的其他碳氢化合物：形成的可燃气体在尘粒周围形成气体外壳，这个外壳内的气体达到一定浓度并吸收一定能量后，链反应过程开始，导致发生了尘粒的闪燃；闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致闪燃过程急剧地循环进行，当燃烧不断加剧使火焰速度急剧增加达到一定程度时，便发展为爆炸。
2.3 粉尘爆炸条件
粉尘爆炸条件有[14,25,26]：
（1）粉尘物质必须是可燃的。几乎所有干燥的非稳定氧化物或氧化物的混合物都是可燃的。可燃物包括天然有机物(像面粉、糖等)和人工合成有机物(像塑料、染料和药品等)。另外，金属粉末和煤尘也能燃烧。常见物质中不能燃烧的只是极少数，包括水泥、沙子和石灰石，这几种物质都是处于完全氧化的稳定化学状态中。可以按照爆炸能力对物质进行简单分类，可分为三类：a)易燃易爆物：b)可燃物；c)难燃物。
（2）粉尘粒子还必须具有合适的粒径、分布状态和浓度以及合适的氧气浓度。粒径越小，并在粒子周围有足够助燃空气，粒子就越易燃烧。例如，纯煤粉要发生爆炸空气中氧气浓度不得低子18％。与气体爆炸类似，粉尘爆炸同样存在一个浓度范围，超出这个范围就不能发生爆炸。但是，与气体爆炸相比粉尘爆炸的浓度范围要更广。例如，煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关，所以文献中报导的下限浓度差别很大，由17-18g/m3到300g/m3，我国一般采用30-40g/m3。上限浓度最高可达到2000g/m3。煤尘浓度300-400g/m3时，爆炸强度最大。
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