煤尘爆炸机理及爆炸特性测试技术

1、1 汇报人：李润之中煤科工集团重庆研究院有限公司火灾爆炸防治研究分院2015.072 目录3 3 第一章 分院及爆炸研究所简介1.1 分院及爆炸研究所简介1.2 近年来承担的科研项目1.3 相关标准的制修订1.4 气体粉尘爆炸实验室4 1.1 分院及爆炸研究所简介销售部办公室安全评价研究所生产部防灭火研究所 爆炸防治研究所 产品研究所院长总工办副院长副院长副院长副院长总工 火灾爆炸防治研究分院（工业安全研究分院）致力于煤矿、工业领域安全生产技术研究与安全装备及材料研发。分院主要涵盖瓦斯煤尘爆炸理论研究、隔抑爆技术及装备研究；矿井自燃防治技术及装备与材料研究；非煤矿山、冶金、石化、消防、市政管网

2、、油气开采及储运领域的安全生产技术和产品的研发；安全评价和煤矿防隔爆产品及设施的监督检验等5项业务， 其中包括9项成套技术，10余项重点相关产品及系统。 5 1.1 分院及爆炸研究所简介 爆炸防治研究所是基于工业性气体及粉尘的科研研究、防隔爆研究、产品开发及检验等于一体的综合研究所，专业特点是研究煤矿及其它工业领域的气体、粉尘爆炸防治技术。 依托气体粉尘爆炸实验室，爆炸研究所承接了多项技术咨询项目，内容涉及气体粉尘爆炸特性测试、隔抑爆设备测试、阻爆装置测试、气体粉尘爆炸传播数据测试等方面。 依托国家及省部级重点科研项目，开展了大量的基础科研研究工作，主编并参与出版著作10余部；共起草标准18项

3、，其中国家标准8项，煤炭行业标准5项，安全行业标准5项；获得国家实用新型及发明专利10项；发表科技论文50余篇。6 1.2 近年来承担的科研项目国家自然科学基金项目“瓦斯煤尘共存条件下爆炸特性变化规律研究”国家自然科学基金项目“煤层气利用安全保障技术基础理论研究”国家自然科学基金项目“瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸研究”国家自然科学基金项目“气体和工业粉尘爆炸新的防治方法及其原理的研究”国家自然科学基金项目“煤矿瓦斯灾害预防及煤层气开采中的应用基础 研究”973计划项目 “预防煤矿瓦斯动力灾害的基础研究”国家“十一五” 科技攻关项目“瓦斯煤尘爆炸预防及继发性灾害防治关键技术”国家“十一五” 科技攻关

4、项目“煤矿瓦斯煤尘爆炸隔抑爆技术与装备及体系”国家“十一五” 科技攻关项目“典型灾害事故调查和物证分析关键技术与规范研究”国家“十一五” 科技攻关项目“瓦斯煤尘爆炸物证分析关键技术研究”国家“十一五” 科技攻关项目“煤矿准入条件的安全条件的研究” 国家“十五” 科技攻关项目“瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术” 7 1.2 近年来承担的科研项目韩家村洗煤厂洗煨煤脱水干燥系统装置安全稳定性研究（中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司）煤尘爆炸特性实验设备（陕西省煤炭工业厅综合测试中心）高瓦斯矿井采空区爆炸危险性研究（兖矿集团）变压吸附提浓低浓度煤矿瓦斯气中甲烷的抑爆技术工艺安全评估报告（山西煤层气（

5、天然气）集输有限公司）油气自动抑爆装置抑爆性能测试（解放军后勤工程学院）金属纤维阻火器阻火性能检测试验（瓦斯分院）瓦斯煤尘爆炸传播试验（河南理工大学）低矮断面巷道抑爆技术应用研究（福建漳平煤业）低浓度煤层气深冷液化工艺过程安全性评估（瓦斯分院）8 1.3 相关标准的制修订国家标准粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法国家标准粉尘云最低着火温度测定方法国家标准粉尘云最小着火能量测定方法国家标准粉尘防爆术语煤炭行业标准煤尘爆炸极限氧含量测定方法 煤炭行业标准甲烷煤尘混合物爆炸下限浓度测定方法煤炭行业标准煤矿用隔爆水槽隔爆水袋通用技术条件煤炭行业标准煤矿用隔爆水槽隔爆水袋安装使用规范国家标准粉

6、尘层电阻率测定方法（修订中）国家标准粉尘层最低着火温度测定方法（修订中）国家标准粉尘云爆炸下限浓度测定方法（修订中）国家标准监控式抑爆装置技术要求（修订中）煤炭行业标准煤粉生产防爆安全技术规范（修订中）煤炭行业标准煤仓防爆安全技术规范（制订中） 煤炭行业标准煤矿自动隔抑爆装置通用技术条件（修订中）安全生产行业标准瓦斯管道输送自动抑爆装置通用技术条件（修订中）9 1.4 气体粉尘爆炸实验室 爆炸研究所现有的气体粉尘爆炸特性实验室建有按IEC和ISO标准规定的20L粉尘爆炸特性测试系统、哈特曼实验装置、粉尘云（或粉尘层）最低着火温度测定装置、高能电火花能量发生器、特殊环境20L爆炸特性测试系统，高

7、压环境气体爆炸特性测试系统、气体采集及分析系统等设备，可进行最低着火温度、最低点火能量、爆炸下限浓度、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、极限氧含量及抑制爆炸所需的消焰剂用量等爆炸特性参数的测定及相应的科研研究工作。10 1.4 气体粉尘爆炸实验室20L粉尘爆炸特性测试系统哈特曼实验装置粉尘云最低着火温度测定装置粉尘层最低着火温度测定装置粉尘层电阻率测试系统11 1.4 气体粉尘爆炸实验室粉尘爆炸性鉴定装置特殊环境20L爆炸特性测试系统气体成分分析系统爆炸气体采集装置12 1.4 气体粉尘爆炸实验室 气体粉尘爆炸传播实验室实验室拥有亚太地区规模最大全国唯一的大型爆炸试验巷道，是我国唯一的大型气

8、体、粉尘爆炸试验研究基地，也是我国专门从事瓦斯煤尘爆炸及隔抑爆技术研究基地。可模拟煤矿及其他工业场所实际规模的可燃气体（瓦斯、天然液化气、油气、H2S等）、粉尘（矿井粉尘、粮食粉尘、纺织粉尘等）爆炸，拥有先进的高速动态爆炸参数自动测试系统、高速摄录分析系统、激波管系统以及各种规模的爆炸模拟试验管网系统，为开展爆炸试验和各种防隔爆设施检测提供条件。 13 1.4 气体粉尘爆炸实验室 大型地下试验巷道 模拟煤矿井下实际工况条件，可以进行气体(瓦斯、油气等)、粉尘（煤尘、粮食粉尘、金属粉尘等）爆炸传播规律研究；可以进行不同影响因素（瓦斯体积、煤尘量、障碍物等）对瓦斯煤尘传播的影响规律研究。 14 1

9、.4 气体粉尘爆炸实验室管道试验系统15 1.4 气体粉尘爆炸实验室PIV粒子测速分析系统纹影仪系统50m3敞开空间爆炸模拟试验装置透明管道试验系统16 16 第二章 煤尘爆炸基本原理2.1 什么是煤尘爆炸2.2 煤尘爆炸的条件2.3 煤尘爆炸的特征2.4 煤尘爆炸的机理2.5 煤尘爆炸的影响因素17 2.1 什么是煤尘爆炸 煤尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃性煤尘云触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。 煤尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的

10、破坏力。18 2.1 什么是煤尘爆炸 在煤矿井下的生产系统中，沉积煤尘无处不在，这些沉积煤尘一般呈相对稳定状态附着在地面或设备设施上，它们表面看来没有多大的危险性，实际上却是发生煤尘爆炸的根源，因为这些沉积煤尘一旦受外力作用达到其临界飞扬的条件，则会在巷道中形成一定浓度的煤尘云，发生煤尘爆炸，酿成恶性的爆炸事故。 19 2.1 什么是煤尘爆炸20 可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的煤尘。 一定的氧含量是煤尘燃烧爆炸的基础。2.2 煤尘爆炸的条件能使局部煤尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。悬浮在空中一定数量和浓度的可燃性煤尘云。爆炸的条件煤尘本身具有爆炸性充足的氧气形成一定浓度的煤尘云一定能量

11、的点火源21 2.2 煤尘爆炸的条件粉尘层 500kg/m330g/m33kg/m3爆炸范围职业健康涉及的粉尘浓度 1mg/m310mg/m322 2.2 煤尘爆炸的条件v1mm厚的煤尘足以在5m高的空间产生可爆煤尘云v1mm厚的煤尘在1m高的空间形成的煤尘云通常为爆炸最猛烈的浓度1mm厚的粉尘已经达到爆炸极限最危险浓度 23 2.3 煤尘爆炸的特征 （1）具有极强的破坏性 煤尘爆炸具有极强的破坏力，煤尘爆炸的理论压力为0.75MPa，但爆炸压力随着离开爆炸源的距离的延长而跳跃式的增大。仅2005年11月27日黑龙江省龙煤集团七台河分公司东风煤矿发生的特别重大煤尘爆炸事故，死亡171人，受伤7

12、0余人，直接经济损失4293.1万元井颈塌陷坑裸露的变速器24 2.3 煤尘爆炸的特征 （2）不完全燃烧 煤中含有不可燃物质，煤尘爆炸时又缺乏氧气，因此煤尘燃烧是不完全的，一部分煤尘燃烧，另一部分煤尘被局部焦化，并粘附在支架上、巷道壁或煤壁上形成一种烧焦的皮渣与粘块，它可以用来区别瓦斯爆炸与煤尘爆炸。 煤尘爆炸后产生23的一氧化碳，甚至高达8左右。这是造成矿工大量中毒伤亡的原因。 25 2.3 煤尘爆炸的特征（3）容易产生二次爆炸、多次连环爆炸 煤尘爆炸容易引起二次爆炸或多次连环爆炸，且爆炸威力会逐步加强。尤其是煤尘连续爆炸时，第二次爆炸的理论压力为第一次爆炸压力的57倍，第三次爆炸又为第二次

13、爆炸的57倍，依此类推。 一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始点火源引起的爆炸 。 二次爆炸：第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的煤尘吹扬起来，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，煤尘云浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。 多次爆炸：随着爆炸引起极大的震动，沉积在不同部位的煤尘扬起，形成多个煤尘云，从而产生连环爆炸。26 2.4 煤尘爆炸的机理室温300度600度1000度COCO2CH4其它烷烃H227 2.4 煤尘爆炸的机理诱发较大区域煤尘反应、释放能量温度、压力急剧上升，气体急剧膨胀煤尘受热释放挥发分气体，发生反应28 2.4 煤尘爆炸的机理反应生成物O

14、2 、H2OO2燃烧带（火焰）可燃气体煤尘粒子O2O2机理复杂爆炸持续时间极短气固两相成分复杂煤尘受热后便会析出挥发分释放可燃气体。挥发分气体包围在煤尘颗粒周围与空气混合，发生燃烧反应。 当温度达到焦炭的着火温度时煤尘颗粒发生闪燃。着火源附近的煤尘颗粒燃烧后，反应放出的热量传播给附近的煤尘，使燃烧过程急剧的循环进行。在一定临界条件下，跳跃式的转变为爆炸。 29 2.5 煤尘爆炸的影响因素 l、煤的挥发分 理论和试验证明，煤尘可燃挥发分含量越高的煤，其煤尘也越易爆炸。我国煤田的煤质按照挥发分含量依次增高的顺序为无烟煤、贫煤、焦煤、肥煤、气煤、长焰煤和褐煤，一般来说，煤尘爆炸性也是按这种次序增加，

15、其中无烟煤挥发分含量最低，所以无烟煤煤尘基本上不爆炸。 2、煤尘浓度 煤尘爆炸最强时的浓度为300400 g/m3。小于300 g/m3直到爆炸下限浓度，其爆炸强度依次变弱，而大于400 g/m3直至上限浓度，其爆炸强度由不变到减弱。 051015202530354001020304050607080907#6#3#4#2#5#1# 爆爆 炸炸 下下 限限 浓浓 度度 / /( (g g/ /m m3 3) ) 挥挥 发发 分分 / /% %1002003004005006000.300.350.400.450.500.550.60 爆爆 炸炸 压压 力力/ /M MP Pa a浓浓 度度/

16、/( (g g/ /m m3 3) )2#30 2.5 煤尘爆炸的影响因素 3、煤尘粒度 lmm以下的煤粒都能参加爆炸，但粒度越小，表面积越大越易爆炸而且爆炸性强。煤尘爆炸的主体是0.075mm以下的煤粒，总的趋势是粒度越小爆炸性也越强。但粒度小于10m后爆炸性反而因变细而降低。这是由于过细的尘粒在空气中很快氧化，成为灰尽所致，也有人认为是由于过细的煤尘“凝结”成“煤尘团”的原因。 4、矿井瓦斯的含量 当空气中存在瓦斯时，煤尘爆炸下限浓度就要降低，瓦斯浓度越高，煤尘爆炸下限浓度越低。 0.00.51.01.52.02.5015304560750.00.51.01.52.02.501530456

17、0750.00.51.01.52.02.501530456075煤尘爆 炸 下限/g/m3瓦斯浓 度/%“ 强强煤煤尘尘” 性性#3 #2#1 “ 强强瓦瓦斯斯” 性性0.000.030.060.090.120.150.180.210.240.000.030.060.090.120.150.180.21爆炸压力/MPa时间/s 15g/m3 20g/m3 25g/m3 30g/m331 2.5 煤尘爆炸的影响因素 5、煤的水分 煤中水分对尘粒起粘结作用，增大颗粒而降低飞扬能力，同时又起着吸热降温阻燃作用，所以煤中水分能起着减弱和阻碍爆炸的性质。 必须指出，水分在爆炸前对起爆有抑制作用，但当爆炸

18、己经发生，只有水分很大时，达到手捏成团不散的程度才能阻止爆炸。 6、煤的灰分 灰分是不燃物质，它能吸收大量的热起着降温阻燃作用，另外灰分增加了煤尘的比重，有助于加速沉降。但试验表明，只有当灰分达到40以上时爆炸性才显著下降。目前煤矿采用的岩粉棚和撒布岩粉，就是利用灰分能够削弱煤尘爆炸这一原理来制止煤尘爆炸的。 煤的灰分对爆炸的影响还与挥发分的含量有关，挥发分小于15的煤尘，灰分的影响比较显著，大于15时，天然灰分对煤尘的爆炸性几乎没有影响。 32 32 第三章 煤尘爆炸特性测试技术3.1 煤尘爆炸特性相关标准3.2 煤尘爆炸特性参数33 3.1 煤尘爆炸特性相关标准测试项目GB标准IECAST

19、MEN粉尘云爆炸下限GB/T16425-1996-ASTM E1515-2007EN14034-3-2006粉尘云最低着火温度GB/T16429-1996-ASTM E1491-2006-粉尘层最低着火温度GB/T16430-1996IEC 61241-2-1-1994ASTM E2021-2006-粉尘云最小点火能量GB/T16428-1996IEC61241-2-3-1994ASTM E2019-2002EN13821-2002最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速度、爆炸指数GB/T16426-1996-ASTM E1226-2005EN14034-1-2004EN14034-2-2006粉尘

20、层电阻率GB/T 16427-1996IEC 61241-2-2-1993-BS 5958-1-1991极限氧浓度MT-T837-1999-EN14304-4-2004甲烷煤尘混合爆炸下限浓度MT-T836-1999国内外爆炸特性采用标准一览表 34 3.1 煤尘爆炸特性相关标准 煤尘爆炸特性方面在标准，共9项。（GB/T16427-1996 粉尘层电阻率测定方法、 GB/T 164301996粉尘层最低着火温度测定方法、 GB/T 164251996粉尘云爆炸下限浓度测定方法、 GB/T 164261996粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法、 GB/T164291996粉尘云最低着

21、火温度测定方法、 GB/T 164281996粉尘云最小着火能量测定方法、GB/T 15604-2008 粉尘防爆术语、MT-T837-1999煤尘爆炸极限氧含量测定方法 、MT-T836-1999甲烷煤尘混合物爆炸下限浓度测定方。35 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.1 爆炸下限 定义：煤尘云的爆炸下限是煤尘云在给定能量的点火源作用下，刚好发生自动持续燃烧的最低浓度。爆炸下限反映了煤尘爆炸的最低煤尘云浓度。 采用标准： GB/T 164251996 粉尘云爆炸下限浓度测定方法 应用：在实际的工艺中，可以采用控制工艺设备或巷道中煤尘浓度在爆炸下限以下的方法防止爆炸发生。010020030040

22、050060070080090010000.00.10.20.30.40.50.60.11MPa时时间间/ms 爆爆 炸炸 压压 力力/MPa 100g/m3 50g/m3 40g/m3 30g/m3 25g/m30.15MPa煤尘爆炸压力曲线20L粉尘爆炸特性测试系统36 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.1 爆炸下限20L爆炸特性测试系统示意图除尘装置37 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.1 爆炸下限 试验步骤试验步骤 安装点火头并固定在爆炸罐中心部位，关闭爆炸罐上盖及及所有阀门； 打开储尘仓，将称量好的煤尘装入储尘仓，并关紧储尘仓； 打开抽真空阀门，启动真空泵，将爆炸罐体抽至真空度为60k

23、Pa，关闭真空泵及排气阀门； 向储气仓充入2.0MPa高压空气； 启动计算机应用程序开始试验，点火并采集、记录、保存、打印试验数据（点火延迟时间设置为60ms）； 开启排气阀排出多余尾气，打开爆炸罐清扫干净后继续下次试验。38 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.1 爆炸下限 GB/T 16425-1996粉尘云爆炸下限浓度测定方法：配置的点火源是总能量为10kJ的烟火点火具，其点火剂质量为2.4g，由40的锆粉、30的硝酸钡和30的过氧化钡组成。39 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.1 爆炸下限煤样编号1#2#3#4#5#6#7#挥发分7.0913.7615.922.1327.6235.9537

24、.45爆炸极限/(g/m3)61767558203629不同挥发分煤尘云的爆炸下限浓度 依据GB/T16425-1996 粉尘云爆炸下限浓度测定方法，爆炸下限浓度Cmin需通过一定范围不同浓度粉尘的爆炸试验来确定。初次试验时按10g/m3的整数倍确定试验粉尘浓度，如测得的爆炸压力等于或大于0.15MPa表压，则减小粉尘浓度继续试验，直至连续3次同样试验所测压力值均小于0.15MPa。如测得的爆炸压力小于0.15MPa表压，则增加粉尘浓度试验，直至压力值等于或大于0.15MPa表压。所测粉尘试样爆炸下限浓度Cmin则介于C1（3次连续试验压力均小于0.15MPa表压的最高粉尘浓度）和C2（3次连

25、续试验压力均等于或大于0.15MPa表压的最低粉尘浓度）之间，即：2min1CCC40 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最低着火温度 定义：煤尘云最低着火温度是在煤尘云（煤尘和空气的混合物）受热时，使煤尘云发生可自持的火焰传播的最低热表面温度。 采用标准： GB/T164291996 粉尘云最低着火温度测定方法 应用：应用：电气防爆设备的选型；控制发热设备的表面温度 。粉尘云最低着火温度测定装置41 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最低着火温度42 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最低着火温度 测试步骤 打开压缩空气减压阀（或空气压缩机）至0.2MPa； 打开粉尘

26、云着火温度测定仪，调节粉尘云着火温度测定仪温度，设置温度至所需温度值； 升温开关，并保持恒温； 将称量好的煤尘加入储尘槽中； 调节储气罐中空气压力至所需的试验压力值； 打开喷尘按钮，将煤尘喷入加热炉内，观察煤尘是否着火，并记录温度和煤尘着火情况； 调节温度测定仪温度，继续试验，并记录； 煤尘云最低着火温度判断按GB/T16429-1996粉尘云最低着火温度测定方法方法判断。43 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最低着火温度 测定方法 称量0.1g的煤尘装入储尘器中，将加热炉温度调到500，并将储气罐气压调到10kPa。打开电磁阀，将煤尘喷入加热炉内。如果未出现着火，则以50的步长升高

27、加热炉温度，重新装入相同质量的煤尘进行试验，直至出现着火，或直到加热炉温度达到1 000为止。 一旦出现着火，则改变煤尘的质量和喷尘压力，直到出现剧烈的着火。然后，将这个煤尘质量和喷尘压力固定不变，以20的间隔降低加热炉的温度进行试验，直到10次试验均未出现着火。 如果在300时仍出现着火，则以10的步长降低加热炉的温度。 当试验到未出现着火时，再取下一个温度值，将粉尘质量和喷尘压力分别采用较低和较高一级的规定值进行试验。如有必要，可进一步降低加热炉温度，直到10次试验均未出现着火。44 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最低着火温度 煤尘的质量 试验时，煤尘的质量应从下述值中选取，允

28、许偏差为 5： 0.01，0.02，0.03，0.05，0.10，0.20，0.30，0.50，1.00，g。喷尘压力 试验时，喷尘压力应从下述值中选取，允许偏差为5： 2.0，3.0，5.0，10，20，30，50 kPa。 着火的判别 试验时，在加热炉管下端若有火焰喷出或火焰滞后喷出，则判为着火；若只有火星而没有火焰，则判为未着火。 最低着火温度的确定 按上述方法所测得的煤尘出现着火时，加热炉的最低温度，若高于300，则应减去20，若等于或低于300，则应减去10，即为粉尘云最低着火温度。 如果在加热炉的温度达到1 000时，煤尘仍未出现着火，则应在试验报告中加以说明。 45 3.2 煤尘

29、爆炸特性3.2.3 煤尘云最小着火能量 定义： 煤尘云最小着火能量是煤尘云处于最易着火的条件（煤尘浓度和湍流度）时，使煤尘云着火的点火源能量的最小值。最小着火能量也称为最小点火能或最小点火能量。 采用标准： GB/T 164281996 粉尘云最小着火能量测定方法 应用：最小着火能量是防爆方法选择的依据。 如果粉尘的点燃能量MIE1J，则粉尘处理工艺相对安全。 如果粉尘的点燃能量MIE10mJ，则粉尘较易被点燃，通常要考虑惰化方法防爆。哈特曼实验装置46 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最小着火能量47 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘云最小着火能量 测试步骤 打开压缩空气减

30、压阀（或空气压缩机），调整压力至0.5MPa； 打开电火花能量发生器电源开关； 将称量好的煤尘均匀铺设在哈特曼装置的底部； 给储气室冲压至设定压力(0.2MPa)。 按电火花能量发生器“点火”键，同时观察哈特曼装置煤尘云着火情况，记录点火能量值，清扫哈特曼装置内残余煤尘； 按下“复位”按钮； 根据着火情况调节电火花能量发生器电火花能量继续下次试验； 煤尘云最小着火能量判断按GB/T16428-1996粉尘云最小着火能量测定方法方法判断。48 3.2 煤尘爆炸特性3.2.3 煤尘云最小着火能量 测定方法 首先在给定的煤尘浓度条件下，用一个能可靠点燃煤尘云的能量值的电火花开始，然后改变煤尘浓度、着

31、火延迟时间和喷尘压力，并通过调节电容器电容和(或)电容器上充电电压，逐次减半降低火花能量值，直到连续20次试验均未出现着火为止。 煤尘云最小着火能量Emin介于E1(连续20次试验均未出现着火的最大能量值)和E2(连续20次试验均出现着火的最小能量值)之间，即：2min1EEE49 3.2 煤尘爆炸特征参量3.2.4 煤尘层最低着火温度 定义：煤尘层最低着火温度是指在煤尘层受热表面加热时，煤尘层被点燃时的最低加热温度（热表面温度）。煤尘层着火温度反映了煤尘在堆积状态时对点燃的敏感程度。 采用标准： GB/T 164301996 粉尘层最低着火温度测定方法 应用：煤尘层着火后通常不会自身发生爆炸

32、，但可成为煤尘爆炸的点火源。 电气防爆设备的选型；控制发热设备的表面温度。粉尘层最低着火温度测定装置50 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘层最低着火温度 测试步骤 打开粉尘层着火温度测定仪，调节粉尘层着火温度测定仪温度，设置温度至所需温度值； 打开升温开关，并保持热板温度恒温； 将测定粉尘层温度的热电偶固定在粉尘环槽内，热电偶端点在粉尘环中心； 在2分钟内将实验煤尘装入粉尘环内并刮平，清扫掉多余煤尘； 打开温度记录仪开关，观察记录仪温度变化和煤尘表面的着火情况； 煤尘层是否着火判断按GB/T 16430-1996粉尘层最低着火温度测定方法执行； 煤尘层最低着火温度数值按GB/T 164

33、30-1996粉尘层最低着火温度测定方法方法判断。51 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘层最低着火温度 煤尘层制作 制作煤尘层时，不能用力压煤尘。煤尘充满金属环后，应采用一平直的刮板沿着金属环的上沿刮平并清除多余煤尘。 对于每种煤尘，应将煤尘层按上述方法制作在一张已知质量的纸上，然后称出其质量。煤尘层的密度等于煤尘层的质量除以金属环的内容积，并将其记入试验报告。着火判据 除非能证明这个反应没有成为有焰或无焰燃烧，下列过程都视为着火： a. 能观察到粉尘有焰燃烧或无焰燃烧； b.温度达到450； c.高出热表面温度250。 注：当热表面的温度足够高时，由于粉尘层的自热，粉尘层的温度可以缓

34、慢上升并超过热表面温度，然后逐渐下降到低于热表面温度的稳定值。 52 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘层最低着火温度53 3.2 煤尘爆炸特性参数3.2.2 煤尘层最低着火温度 测定方法 试验装置应位于不受气流影响的环境中，环境温度保持在1535范围内。宜设置一个抽风罩，吸收试验过程中的烟雾和水蒸汽。 为了测定给定厚度的煤尘层最低着火温度，每次应采用新鲜的煤尘层进行试验。 将热表面的温度调节到预定值，并使其稳定在一定范围内，然后将一定高度的金属环放置于热表面的中心处，再在2min内将煤尘填满金属环内，并刮平，温度记录仪随之开始工作。 试验一直进行到观察到着火或温度记录仪证实已着火为止；

35、或发生自热，但未着火，煤尘层温度已降到低于热表面温度的稳定值，试验也应停止。 如果30min或更长时间内无明显自热，试验应停止，然后更换煤尘层升温进行试验，如果发生着火，更换煤尘层降温进行试验。试验直到找到最低着火温度为止。 最高未着火的温度低于最低着火温度，其差值不应超过10。验证试验至少进行3次。 如果热表面温度为400时，煤尘层仍未着火，试验结束。 54 3.2 煤尘爆炸特征参量3.2.5 极限氧含量 定义：极限氧含量是能使煤尘云中火焰可持续传播的氧气含量的最小百分数。当氧含量降低到一定程度的时候，无论煤尘云浓度怎样变化，都不会发生爆炸。 采用标准： MT/T837-1999煤尘爆炸极限氧含量测定方法 应用：通过控制氧浓度的方法预防爆炸事故发生。某煤尘极限氧含量测试结果实验煤尘实验氧气浓度编号11121314151617181920#3EX1EX2EX355 3.2 煤尘爆炸特征参量 定义：最大爆炸压力指在多种反应物浓度下，通过一系列试验确定的爆