惰性气体-水雾协同抑爆甲烷研究

采用自行改造的20 L球形爆炸容器进行瓦斯抑爆研究,试验中采用分压法来制备混合气体,定量描述了爆炸压力、爆炸压力上升速率及抑爆效率等特征,分析了在3种惰性气体(CO_(2)、N_(2)和Ar)作用下CH_(4)的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率。结果表明,CO_(2)的抑爆效果优于其他两种惰性气体,当CO_(2)的体积分数达到6%时,CH_(4)的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率分别降为0.113 MPa和1.58 MPa/s,下降了78.6%和86.4%。通过试验可知,3种惰性气体均能延缓瓦斯爆炸的发生,降低爆炸的强度,但对于N_(2)和Ar而言则需要增加惰性气体的体积分数以达到与CO_(2)相同的抑爆效果。基于上述单相抑爆结果,选择3种惰性气体中抑爆效果最佳的CO_(2)来进行惰性气体-水雾协同抑爆效率的研究。通过大量重复性试验得出,2%CO_(2)-1 MPa水雾抑爆效率由单相体积分数为2%的CO_(2)抑爆20.3%提高至38.5%,抑爆效率明显提升,表明惰性气体和水雾的协同抑爆效率高于单相惰性气体和水雾的抑爆效率,惰性气体和水雾的协同抑爆效果随惰性气体浓度和水雾雾化压力的增加而逐渐增强,但两者在抑爆效果方面不存在线性相关关系。