分散度对煤粉爆炸特性的影响
煤矿工作面煤尘呈多分散性,因此采用单一粒径的煤样评估煤尘爆炸风险存在缺陷.为了研究分散度对煤尘爆炸特性的影响规律,找出合适的平均粒径表示方式来评估分散度对爆炸风险的影响,以5种粒径分布范围相同但分散度不同的煤样为研究对象,采用20 L爆炸球实验装置,测量样品的最大爆炸压力Pex、最大爆炸压力上升速率(dp/dt)ex、开始点火至最大爆炸压力的时间段t1和开始点火至最大爆炸压力上升速率的时间段t2四个参数.后续采用热值分析、扫描电镜试验方法探究不同分散度煤尘的反应程度.借助方差分析和斯皮尔曼相关性分析研究测量结果组间的差异性、不同粒径表示方式与爆炸特性参数的相关性.实验结果表明:对于具有相同粒径分布的煤粉,分散度对煤粉爆炸反应速率影响较大.小粒径煤尘颗粒的质量分数越大,反应速率越快,反应越充分,释放的能量越大.当小粒径煤尘质量分数达到30％时,最大爆炸压力上升速率显著增大,t1和t2明显减小.粒径最小的原始样品3的爆炸产物热值最低,且爆炸产物表面形成了较为丰富的孔洞结构,说明小粒径煤尘较快的脱挥发速率能增加爆炸的反应程度.D10,D25(为投影面积的10％和25％的颗粒直径)、D3,2(索特尔直径)与最大爆炸压力上升速率、t1和t2三个参数的斯皮尔曼相关系数均落在高度相关和显著相关的区间,呈现出较好的相关性.对于多分散性的煤尘,D10,D25和D3,2可以较好的评估分散度对煤尘爆炸特性的影响.
分散度、爆炸烈度、煤尘、粉尘爆炸
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TD714.52(矿山安全与劳动保护)
国家重点研发计划资助项目2016YFC0600708;河北省矿井灾害防治重点实验室开放基金资助项目KJZH2016K03
2019-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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