Особенности взрывов угольной пыли

В зависимости от скорости распространения фронта пламени и движения газообразных продуктов различают:

а) воспламенение - спокойное сгорание пыли при недостатке содержания кислорода в пылевоздушной смеси;

б) вспышку с избыточным давлением во фронте волны, распростра-няющейся со скоростью 4-10 м/с, 100 мм рт.ст. (1510^-3 МПа):

в) взрыв при скорости горения более 100 м/с:

г) детонацию при скорости распространения фронта пламени более 1000 м/с.

В шахтах нет условий для возникновения детонации. Взрывчатая пылевоздушная среда образуется постепенно по мере развития взрыва. При воспламенении угольной пыли впереди пламени формируется ударная волна (волна сжатия), распространяющаяся со скоростью звука. Избыточное давление сзади волны остается достаточно большим - порядка 16,0 мм рт.ст. (2,1 кПа), а поэтому и скорость воздуха за волной сжатия довольно высока - до 30 м/с. Ударная волна и движущийся вслед поток воздуха вздымают осевшую на поверхностях выработок пыль и создают взрывчатую пылегазовую среду, в которой и распространяется пламя. Таким образом взрыв (любой - метана или пыли) создает благоприятные для продолжения взрыва пыли условия. Следовательно, взрыв угольной пыли можно рассматривать как ряд последовательных явлений: приведение пыли во взвешенное состояние перед пламенем, ее воспламенение, передача тепла от слоя горящей пыли следующим взвихренным слоям.

При прочих равных условиях возможность возникновения взрыва пыли от источника воспламенения больше в прямолинейной выработке и меньше в выработке с разветвлениями. Скорость распространения взрыва замедляется при наличии препятствий (поворотов, сужений, выступов, стоящих вагонеток и т.д.) и увеличивается при расширении выработок.

Основными факторами, от которых зависит воспламенение и горение пыли при взрыве, являются температура среды и наличие кислорода в ней. Обычно при взрыве сгорают только мелкие фракции пыли, горение более крупных частиц после расходования кислорода переходит в тление. Поскольку воздух при взрыве движется вслед за волной сжатия, то на крепи (рис.1.16), выступающих стенках и кровле

Рис. 1.16. Отложения на элемен- тах крепи при взрыве пыли

выработки со стороны набегания взрыва образуются корки и набойки. Корки - это агломерат несгоревшей и ококсовавшейся пыли; набойки - это отложения пыли, мало подвергшейся или совсем не подвергшейся ококсованию. Если пламя взрыва распространялось медленно, то корки обнаруживаются с двух сторон крепи. При взрыве пыли образуются два удара: прямой (расширение воздуха при

нагревании и образование газообразных продуктов горения) и обратный (от сжатия продуктов взрыва при их охлаждении вследствие контакта с холодными стенками выработок), а также большое количество оксида углерода.

Для взрывов метана и угольной пыли характерны общность и различие в их протекании. Общность заключается в том, что: а) в обоих случаях образуются два удара (ударные волны); б) температура воспламенения метана и пылевого облака примерно одинаковы - метана 650-750 ⁰С, пыли - 700-800 ⁰С; в) температура в очаге взрыва также примерно одинакова - метана 1870-2650 ⁰С, пыли - 2150-2650 ⁰С.

Различия во взрывах метана и угольной пыли: а) метан всегда находится в воздухе, следовательно, его всегда можно обнаружить приборами. Пыль во взвешенном состоянии может быть в небольших количествах, однако основную опасность может представлять осевшая на поверхностях выработок пыль; б) пределы взрываемости метана одинаковы во всех шахтах, те же пределы для угольной пыли меняются в широких пределах; в) пылевое облако может оказаться заряженным статическим зарядом, что может послужить причиной взрыва при его разряде, метановое облако не способно заряжаться; г) при взрыве метана образуются диоксид углерода и водяные пары, при взрыве пыли - оксид углерода; д) при взрыве метана обратная волна образуется в результате конденсации паров влаги на холодных поверхностях выработки, при взрыве пыли - охлаждение продуктов взрыва; е) при взрыве пыли образуются корки и набойки, что не наблюдается при взрыве метана; ж) взрыв метана происходит только в месте его скопления, взрыв пыли может распространяться по горным выработкам до тех пор, пока на их поверхностях имеется в достаточном количестве осевшая пыль.

Date: 2015-09-26; view: 1488; Нарушение авторских прав