煤粉爆炸特性参数的实验研究(5)
(2)煤粉爆炸的特征：
1)形成高温、高压、冲击波。煤尘爆炸火焰温度为1600-1900℃，爆炸产生的热量可使爆炸地点的气温高达2000℃以上。在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa，但爆炸过程中如遇障碍物、断面突然变化或拐弯处，压力将进一步增加，尤其是连续爆炸时，后一次爆炸的理论压力将是前一次的5-7倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达120m/s，冲击波速度为2340m/s。
2)煤尘爆炸能够连续发生。由于煤尘爆炸的冲击波速度很快，能将巷道中落尘扬起，甚至使煤体破碎形成新的煤尘，使巷道中的煤尘浓度迅速达到爆炸范围，落后于冲击波的火焰到达时，就能再次发生煤尘爆炸。而且发生连续爆炸时，很可能离开爆炸源越远，其破坏力越大，这是因为再次爆炸前的初压，往往大于大气压。
3)和沼气的燃烧或爆炸相似，煤尘爆炸也有一个感应期，感应期的长短主要决定于煤的挥发分含量，一般为40-280ms，挥发分越高，感应期越短。
4)挥发分减少或形成“粘焦”。煤尘爆炸时，参与反应的挥发分只是煤尘挥发分含量的40-70％，根据井下爆炸地点煤尘挥发分是否减少，可以判断煤尘是否参与了爆炸。煤尘爆炸时，一部分煤尘会被焦化，粘结在一起，沉积于支架和巷道壁上，形成煤尘爆炸所特有的产物—‘‘粘焦”，它也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。但是只有气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘爆炸时，才能产生“粘焦”。
5）产生大量的有害气体。煤尘爆炸时的氧化反应丰要是在气相内进行的，反应速度很快时，固体尘粒表面也有氧化作用发生，即煤尘内的碳元素与氧化合生成CO，在富氧条件下生成C02，煤尘爆炸时产生的CO在灾区气体中浓度可达到几个百分点，而二氧化碳浓度可达10％以上，这是造成人员大量伤亡的重要原因。
2.6 粉尘爆炸防爆措施
随着社会生产力的发展，在许多工业生产中不可避免的产生粉尘。许多粉体加工企业缺乏必要的防火防爆设施，这都导致了粉尘爆炸发生的危险性越来越大。而且粉尘爆炸发生频繁、危害性大，所以研究防护措施成为这一行业研究的焦点。可以从粉尘爆炸产生的三要素：粉尘、氧气、点火源出发，寻找阻止粉尘爆炸发生的途径。还可以在以上方法不完全奏效的前提下，通过研究粉尘的抑爆、泄爆、隔爆等技术，终止粉尘爆炸或者减少粉尘爆炸的危害。
对现有设备进行安全分析或对新设备进行设计时，必须明确是否存在发生粉尘爆炸的条件，这时不仅要考虑正常操作状态，同时还要考虑由人为因素或技术故障造成的事故状态。
要防止粉尘爆炸首先要知道粉尘爆炸发生的条件，一般认为粉尘爆炸的发生必须具备五方面的条件[12,16]：
1)可燃粉尘必须有足够的浓度，浓度太低，粉尘间距离过大，火焰不可能传播；
2)必须有足够的氧气(含能材料除外)；
3)必须有足够能量的点火源；
4)粉尘必须是悬浮状态，即处于粉尘云的状态，这样可与氧充分混合，增大气固接触面积，反应速度才能快；
5)粉尘必须处于密闭或相对密闭的空间，这样温度和压力才能急剧上升．
针对爆炸发生的条件，常用的防爆措施有：惰化、抑爆、隔爆、泄爆等．
抑爆：即通过加入抑制剂防止爆炸的发展；
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