新型水基抑爆介质吸附甲烷的性能研究

为降低煤矿空气中的甲烷浓度,基于増溶方式设计新型水基抑爆介质,在单一表面活性剂对甲烷增溶作用效果的基础上,选取单烷基醚磷酸酯钾(MAEPK)、脂肪酸酯聚氧乙烯醚(FMEE)和癸基葡萄糖苷(APG10)为复配原料,研究不同配比下,复配溶液对甲烷的增溶效果,并考察增溶后溶液释放甲烷规律。结果表明:甲烷的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性正相关;MAEPK-APG10和MAEPK-FMEE的最优增溶配比均为1:4;复配使APG10在1 h内甲烷释放率由原来的63.65%降低至50%以下,MAEPK-FMEE复配溶液的甲烷释放率仅为18.2%。

我国煤矿瓦斯爆炸抑爆减灾技术的研究进展及发展趋势

瓦斯爆炸严重威胁着矿井安全开采,瓦斯爆炸防治一直是煤矿安全工作的重点之一。我国相关研究机构、学者在瓦斯爆炸防治领域开展了较广泛的研究,开发了一系列的瓦斯爆炸抑爆减灾技术及装备。从文献研究的角度出发,从基础研究、材料开发、装备研制3个方面对我国瓦斯抑爆减灾技术及装备的研究现状进行了综述与讨论。瓦斯爆炸及抑爆方面,国内学者主要基于实验手段,采用宏观的参数(如最大爆炸压力和最大压力上升速率等)表征瓦斯爆炸在障碍物激励或者抑爆剂抑制作用下的最终结果,缺乏对瓦斯爆炸过程中详细的爆炸或抑制过程的理论认识。瓦斯爆炸火焰传播过程中爆炸火焰-湍流-压力波的多场耦合作用下的火焰传播理论仍需完善,抑爆过程中抑爆介质对瓦斯爆炸反应的详细作用机制仍需明确。抑爆装置研制方面,近年发生的重(特)大瓦斯爆炸事故表明现有的瓦斯抑爆、控爆装备较难在矿井发生瓦斯爆炸时对瓦斯爆炸火焰实现精准探测、快速响应和高效抑爆,致使瓦斯爆炸抑爆装备在防控瓦斯爆炸过程中作用较为有限。对于瓦斯爆炸抑爆、控爆装置的配置方式及如何高效的实现抑爆、控爆功能仍需要进一步研究。减灾装备研制方面,国内学者主要考虑改变风井防爆门的结构以实现快速开启、复位功能。在这些设计中缺乏对风井防爆门在瞬时(ms)冲击作用下的破坏动态力学特征与动作响应特征的考虑。在未来,瓦斯爆炸抑爆减灾技术体系的研究以瓦斯爆炸机理及火焰传播特性理论为基础,打破以实验为主的研究手段,发展数值模拟理论模型,深入基础理论的研究;以瓦斯抑爆介质及其抑爆机理为核心,探寻具有物理和化学抑爆耦合作用机制的高效复合抑爆材料;以瓦斯抑爆装备和减灾技术为保障,发展兼顾快速、高精确度、高稳定性的瓦斯爆炸火焰探测技术,优化各抑爆、控爆设备的配置方式,研制具有抗冲击、多次泄压、快速复位、锁扣密封及自动控制功能的主-备一体化智能风井防爆门。

ZYBG型矿用瓦斯输送管道自动抑爆装置研制

为了保障瓦斯输送管道的安全性,采用主动抑爆技术研制了ZYBG型矿用瓦斯输送管道自动抑爆装置。该装置利用火焰探测器探测瓦斯爆炸信号,并将信号通过光电转换传输给控制器,控制器对信号进行判定和分析,在爆炸接近防护区间的瞬间快速打开高压抑爆器,释放抑爆介质,熄灭火焰,阻断爆炸的进一步传播。抑爆性能试验结果表明,该抑爆装置能够在5ms内快速捕捉火焰信息,并在35ms内迅速喷洒抑爆介质。

狭长受限空间油气爆炸抑制实验研究

为研究气态抑爆介质对油气爆炸的抑制作用,搭建了狭长受限空间油气爆炸抑制实验系统。以二氧化碳和七氟丙烷(FM200)作为抑爆介质,进行了油气爆炸抑制实验,与无抑爆介质条件进行了对比,并分析了爆炸超压值、火焰传播速度、火焰强度以及爆炸产物等特性参数变化情况。实验结果表明:当以二氧化碳和七氟丙烷作为抑爆介质时,最大超压值分别下降28.66%和56.30%,火焰传播速度分别下降60.69%和89.23%,火焰持续时间缩短,火焰强度减弱;在相同条件下,七氟丙烷的抑爆效果优于二氧化碳。