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瓦斯爆炸是我国煤矿事故的主要灾害之一,预防、控制瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产的关键。但是由于矿井下的复杂环境,尤其是矿井火区还存在C2H4、CO、H2、C2H6等可燃性气体,它们都存在燃烧和爆炸的危险。因此,单一的研究瓦斯气体的爆炸及抑爆己不能满足生产需求,应以多元可燃气体爆炸为主要防治目标。由于CH4是矿井火区主要成分,主要来源于煤岩体中游离瓦斯的释放与煤自燃的产物,C2H4是标志煤加速自燃的产物,因此本文选取CH4和C2H4,利用可燃性气体爆炸极限测定装置和多功能球形气体/粉尘爆炸实验装置研究常温常压下不同体积分数的C2H4(0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对CH4爆炸极限及爆炸压力特性的影响,利用瞬态光谱测量系统探究该二元可燃性混合体系爆炸反应过程的中间产物光谱特征,利用Gaussian量子化学计算软件进行反应微观热力学和动力学分析,揭示CH4/C2H4混合可燃体系爆炸反应机理。研究表明:(1)加入C2H4后,CI-H4爆炸上限和下限均下降,且下限下降明显,爆炸极限宽度、爆炸危险度均增大,爆炸临界氧浓度降低,且随着C2H4体积分数的增大,这一变化趋势更加明显。(2)在惰性气体N2气氛下,C2H4/CH4混合体系的爆炸下限逐渐上升,上限逐渐下降,最终爆炸上下限重合为一点,另外随着混合体系中C2H4体积分数的逐渐增大,爆炸重合点所需的N2临界添加量增大,爆炸上下限重合点减小,爆炸三角形的范围变大。(3)C2H4的加入促进了 7%浓度CH4的爆炸,一方面使得最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率增大,到达最大爆炸压力的时间缩短,另一方面增强了爆炸中间产物·H、·OH、CH2O的光谱强度;与7%浓度的CH4相反,C2C4的加入弱化了 11%浓度CH4的爆炸,使最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率减小,到达最大爆炸压力的时间延长,另外C2H4的加入减弱了 CH4爆炸中间产物·H、·OH、CH2O的光谱强度;对于9.5%浓度的CH4来说,C2H4的加入会使CH4最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率先增大后减小,到达最大爆炸压力的时间先缩短后延长,爆炸中间产物·H、·OH、CH2O的光谱强度先增强后减弱,即体积分数低于1.2%的C2H4加入会促进CH4爆炸,体积分数高于1.2%的C2H4加入会弱化CH4爆炸。(4)通过Gaussian反应微观热力学分析了 C2H4/CH4混合体系中存在的自由基可能发生的反应及反应的难易程度,归纳了混合体系的微观反应次序；C2H4的加入一方面为CH4爆炸的基元反应提供了能量,另一方面C2H4的存在促进了 CH4爆炸关键自由基·H、·O、·OH和·HCO的产生,使得CH4爆炸链式反应持续进行,从微观角度很好的解释了宏观特性。