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煤矿瓦斯爆炸事故频发一直困扰我国安监系统和各级政府,虽然近几年全国煤炭行业矿井瓦斯爆炸事故有所下降,但在局部地区、局部矿区,情况仍然不容乐观。比如在矿井集中区、西部欠发达贫困地区,这一问题依然严重。为应对煤矿瓦斯爆炸,国家投入了大量的财力、物力,建立了完备的安全生产法律法规体系,组织安全工程师队伍,并不断加大安全技术研究投入,从法律、管理、技术多方面采取措施予以解决。论文利用实验室自行研制的20L球形爆炸装置,从甲烷浓度、煤尘浓度、煤尘粒径三个因素对煤尘爆炸特性的影响入手,研究了纯煤尘爆炸特性、甲烷对煤尘爆炸压力及下限的影响,得到以下结果。(1)对200g/m~3~800g/m~3纯煤尘爆炸进行实验研究,结果表明,随着煤尘浓度增加,爆炸压力先升高后降低,煤尘粒径45μm以下、45~48μm、54~61μm、61~75μm,都在600g/m~3时有最大的爆炸压力值。并且随着粒径的增大,煤尘最大爆炸压力依次减小。(2)对100g/m~3及以下浓度的纯煤尘爆炸实验表明,随着浓度的增加,煤尘的爆炸压力值是递增的。而随着粒径的增大,煤尘的爆炸压力值却是递减的。(3)对100g/m~3及以下浓度的煤尘甲烷爆炸实验表明,加入甲烷后,一方面提高了煤粉爆炸威力,另一方面降低了爆炸下限。纯煤尘情况下,45μm以下的煤尘粒径,爆炸下限为60g/m~3,而加入甲烷后,1%、3%、5%甲烷对应的下限值却变化为45g/m~3、37g/m~3、30g/m~3。(4)对甲烷浓度3%、不同煤尘粒径的气粉混合爆炸实验结果显示,在近下限浓度范围,粒径对爆炸压力和爆炸下限有两方面的影响:一是甲烷煤尘混合爆炸要比纯煤尘爆炸威力大,最大爆炸压力由无甲烷时的0.2007MPa上升到含甲烷时的0.2501MPa;二是随着粒径降低,爆炸强度不断增大,爆炸下限不断上升。(5)甲烷浓度1%~5%、煤尘浓度100g/m~3以下、四种煤尘粒径这三类因素都变化的情况下,在任何两个因素一定的情况下,其中之一都对爆炸压力和爆炸下限存在规律性的影响,这类规律同高浓度煤尘,或者低挥发分煤粉条件下的结论一致,并测得不同甲烷浓度和不同煤尘粒径对应的爆炸下限。