Fellépésének körülményeit és előfordulása robbanások és a por-levegő keverékek metano
Elméleti alapjai az égés és robbanás a gáz-levegő keveréket a klasszikus vonulata NN Semenova, Ya Zeldovich, további fejlesztéseket hajtott végre az AI kutatás Rozlovskogo, GD Szalamanderek, RI Soloukhina, AS Sokolik. Nagy mértékben hozzájárult a tanulmány robbanások gazopylevozdushnyh keverékek bányákban és a fejlesztés a módszereket és eszközöket, foglalkozni velük már VJ Baltaytis, AA Gurin, NR Shevtsov, PM Petruhin, MI Netseplyaev, VN Kachan, VS Sergeev, HA Yarembash, AM Csehov és VM Plotnikov, VI Gudkov AG Abinov, SN Osipov, YF Bulgakov és más tudósok.
Gyújtás gazopylevozdushnyh keveri a légkörben bányászat miatt a Exoterm reakciók metán és a szénpor oxidációt levegővel oxigén, vagyis az különböző típusú égési folyamatok, tekinthetők abból a szempontból az elmélet a termikus robbanásra és a lánc kinetikáját reakciók.
Tény, hogy a bányatelepi kiosztott keveréke metán szennyeződések más éghető gázok (hidrogén, etán, propán, bután, pentán, stb). Hidrogén és az etán és más szénhidrogének a robbanásveszélyes tulajdonságai eltérnek metánból különböző gyulladási hőmérséklet, robbanási határok és a gyújtás késleltetési idejét. Ezek a szennyeződések rendszerint jelentenek kisebb arányban, de bizonyos körülmények között is jelentős hatást gyakorol a metán explosiveness. Robbanásveszélyes tulajdonságok és rendelkeznek egyéb gázok (szénmonoxid, hidrogén-szulfid, stb), De a szétválasztás a bányászatban, mint általában, nem érik el robbanásveszélyes koncentrációt, és a fő kockázati gáz rejlik toxikus tulajdonságokat.
Annak érdekében, hogy építeni láng vagy robbanékony égő sújtólég szükséges keveredés a kiindulási komponensek specifikus arányokban, azaz. E. Az alakzat egy éghető keveréket, az úgynevezett durranógáz. A működését képződése tűzveszélyes metán-levegő keverék is előfordulhat két módon.
Az első út, a leggyakoribb és a legveszélyesebb, amikor lángra előkevert és, következésképpen, maximálisan a reaktív éghető keverék a levegő és a sújtólég. Ez gyakran előfordul eredményeként zavar a normál mód szellőzését bányászathoz és gáz szennyezi a légkört akár robbanásveszélyes koncentrációt. Robbanásveszélyes koncentrációja a gyúlékony gázok képződnek és a föld alatti tüzek, amikor is megzavarta a normál lélegeztetés vészhelyzeti helyén, és a folyamat a szétválasztása éghető gázok magas hőmérsékletű zóna élesen felerősödött. Ezekben az esetekben a robbanásveszélyes légkör néha ideje, hogy egy meglehetősen nagy felett bányatelepi, az égéstermékei is előfordulhat szinte azonnal képződése intenzív lökéshullámok katasztrofális következményekkel.
A második útvonal égethető gázkeveréket képeznek, egy ritka, de nem kevésbé veszélyes, ha a nedves levegő és előkeverjük és azok égés zajlik már a folyamat kölcsönös keverési. Ennek egyik példája a fáklya égő metán suflyarnom való allokáció a légkörbe feltárás. Az oxigén az égési zónában az égés a metánt vezetünk ebben az esetben a diffúzió a környezeti levegő láng.
Ábra 19.1 - Táblázatok robbanásveszélyes metán-levegő keverékek: I - egy lehetetlen keveréket; II és III - robbanásveszélyes és nem robbanásveszélyes keveréket; IV - keveréke, amely válhat robbanásveszélyes levegő adagolásával
A határértékek a robbanás metán keverékek levegővel lehet grafikusan az ábrán robbanásveszélyes metán (ábra. 19.1).
Így minden megvalósítható elegyet atmoszférikus levegővel metán területen alábbiakban bemutatott a vonal AD. B pont felel meg az alsó robbanási koncentráció határértéke metán levegőben (5% metánt és 95% levegő), és a C pont - a felső (15% metánt és 85% levegő). Point E megfelel az alsó koncentráció-határérték a robbanó keveréket az oxigén, amely 12%. Pont B, C és E rövidzárlat, úgynevezett delta robbanásveszélyes, amelyen belül a robbanó elegyet metán. BE vonal az a vonal, az alsó és a felső vonal a CE koncentráció robbanási határok. Region határolt AVEGOA zóna nem robbanékony keverékeit metán oxigénnel, és a régió területe a vonaltól jobbra EG által határolt CGU - unexplosive zóna keverékei metán oxigénnel, de amely lehet robbanásveszélyes hozzáadásával friss levegő.
Character gyújtás metán-levegő keverék nem csak attól függ, hogy a metán koncentrációja, de más körülmények: a kezdeti nyomás, a hőmérséklet és a páratartalom a keveréke metán, a hidraulikus ellenállása előrehaladása a lángfront és a hőátadási feltételek a kandalló, és mások.
Az égési folyamat szempontjából bányatelepi átterjedhet a metán keverékét a különböző sebességgel. Sőt, a mennyiségi változás terjedési sebessége drámaian változik, és a minőségi képet a folyamatban. Eredő gyenge gyújtóforrás, égéshullám is meglehetősen alacsony sebességgel terjedését rétegek felhalmozódása a metán, de lehet gyorsan diszpergálódik alkotnak előtt önmagában is erős nyomáshullámot, ami már termelnek pusztító munkára. nyomáshullám gyorsan mozog egy erősebb lökéshullám terjedési sebessége, amely elérheti a több száz méter másodpercenként. Bizonyos körülmények között, egy lökéshullám bemegy a detonáció terjedési sebességét, ami állandó lesz. Kopogó metán elégetése a bányatelepi előfordulhatnak nemcsak eredményeként égés samorazgona hullámok, hanem közvetlenül - egy másik robbanás lökéshullám.
Attól függően, hogy a terjedési sebessége a láng első és nyomás a lökéshullám több fajta gyújtás:
Közel a gyújtóforrás és beáramlása az oxigén kívülről is nyugodt égő láng. Metán elégetése ebben az esetben összhangban az egyenlet
Azonban, a metán elégetése bányák gyakran előfordul, ha nincs elegendő oxigén tartalommal, ami a megjelenése a készítményben szén-monoxid tűz gázok
Diffúziós metán elégetése állandó szétválasztása és annak felvételi levegő nem vezet, hogy a láng terjedését a mennyiség a feltárás, de a változás ezek a tényezők általában vezet térfogatának változása a láng. Növelésével tehát a diffúziós sebessége az oxigén láng térfogatát csökkentjük, a hőmérséklet növekszik; megnövelheti a metán szabadul fel, éppen ellenkezőleg, azt eredményezi, hogy a növekedés a láng térfogata.
Metán elégetése szinte minden esetben, van egy tető generációs, néha csavarozás generációs zarubnyh és függőleges rések meglévő bányák (törzsét, gödrök és hasonlók. D.). Égő metán gyakran tekintik a „run” a vágási a láng.
Rapid metán elégetése, mint flare történik csak közel az alsó és a felső koncentráció-határértéke, robbanás.
Az átmenet fáklyát a robbanás következik be, amikor a kémiai konverziós arány kisebb, mint 1 m / s, amely felhívja a beáramlási vagy keveréket a középpontban vagy mozog nagyon kandalló (lángfront) egy hang sebességét vagy magasabb. Ez megköveteli az alacsony ellenállás működését, különösen hiányzik a fordulat, szűkületek, bővítések, akadályok (ajtók, áthidalók, szállító hajók és t. D.), és hogy a magas hőmérséklet a láng előtt metán-levegő keveréket, például nem kevesebb, mint 1300 ° C
Normál (késleltetett) gyújtás kapcsolók a robbanás (robbanásveszélyes égés) fokozatosan: a sebesség és a nyomás növekszik viszonylag simán.
A növekvő mennyiségű metán levegőben 5 és 15% a robbanóanyag erő először növekszik, eléri a maximális, ha a tartalom metán közel van a sztöchiometrikus, azaz. E., 9,46 térfogat% [1]. majd, a további növekedés a metán tartalom csökken. Ebben az esetben, egy részét a metán marad el nem égett elégtelensége miatt az oxigén. ez a része a láng le a robbanás miatt a nagy hőkapacitású metánt, és amikor a metán- alatt bekövetkező 14-16% -át önmagától kialszik, és nem robbanás történik.
Alacsony metán robbanás termékek korlátlan térfogata eléri a 1875 ° C-on, zárt térfogatban belül 2150-2650 ° C-on A gáz nyomása a robbanás helyén átlagosan 9-szer a kezdeti nyomást a metán-levegő keverék, hogy a robbanás. Szaporítása során a lökéshullám fejlődő a megjelenése a láng mindig megelőzi egy hullám a sűrített levegőt. Miután találkozott az útjába gáz felhalmozódását, tömörít, és jön a láng meggyullad. Ilyen prekompresszíós mindig hozzájárul a magas nyomás a robbanás hulláma (max 3 MPa vagy magasabb), és növeli annak sebességét terjedését.
A robbanásveszélyes égő detonációs végbemegy lépésenként, és követi szétszóródását a lángfront a szuperszonikus sebességgel (3-20-szer a hangsebesség), a nyomás nő, mielőtt az elülső 2-5 MPa, és ennek megfelelően növeli a hőmérsékletet.