矿井瓦斯爆炸（课件）

矿井瓦斯爆炸生成二氧化碳〔一氧化碳〕水蒸气的计算12〕CH4%＝9.5%…………………93〕CH4%＝12.66%………………94〕CH4%＝23.66%………………105〕CH4%＝42.00%………………106〕连续爆炸………10七、瓦斯爆炸生成量的速算法……111、生成二氧化碳反响式……………112、生成一氧化碳反响式……………113、瓦斯爆炸生成量的速算法………11八、计算公式………14九、附图……………16图一…………………16图二…………………17十、附表……………18附表1…………………182附表2…………………19附表3…………………20附表4…………………21附表5…………………23附表6…………………24附表7…………………253矿井瓦斯爆炸

生成二氧化碳〔一氧化碳〕水蒸气的计算根据瓦斯爆炸时瓦斯和氧气含量的多少，它的爆炸范围可分为五个区域。详见矿井瓦斯爆炸生成二氧化碳〔一氧化碳〕水蒸气线段图〔图一〕一、平安区所谓平安区即是瓦斯不爆炸区，瓦斯的含量范围在0~2.0%。二、多氧爆炸区1、瓦斯爆炸范围在2.0%~9.5%2、化学反响式和配比CH4+2O2＝CO2+2H2O16644436142.752.253、瓦斯爆炸生成二氧化碳和水蒸气。44、瓦斯爆炸的配比瓦斯爆炸配比Pb＝O2/CH4＝4/1。5、瓦斯爆炸系数瓦斯爆炸系数Bx＝CH4/O2＝1/4Bx＝0.250000瓦斯爆炸配比和系数是互为倒数。三、爆炸转化区1、瓦斯含量范围CH4%>9.5~12.66%2、化学反响式和配比2CH4+3O2＝2CO2+4H2O32965672131.752.253、瓦斯爆炸生成一氧化碳和水蒸气4、瓦斯爆炸的配比51〕CH4%＝10%P〔b－10〕＝269.4/71.6＝3.7625692〕CH4%＝11%P〔b－11〕＝266.4/78.76＝3.3824273〕CH4%＝12%P〔b－12〕＝263.4/85.92＝3.0656424〕CH4%＝12.66%P〔b－12.66〕＝261.4/87.1＝3.0011485、瓦斯爆炸系数1〕CH4%＝10%B〔x－10〕＝71.6/269.4＝0.2657752〕CH4%＝11%B〔x－11〕＝78.76/266.4＝0.2956453〕CH4%＝12%B〔x－12〕＝85.92/263.4＝0.326195673、瓦斯爆炸生成一氧化碳和水蒸气4、瓦斯爆炸配比1〕CH〔4－12.66〕＝12.66%P〔b－12.66〕＝261.4/87.1＝3.0011482〕CH〔4－23.66〕＝23.66%P〔b－12.66〕＝228.5/76.16＝3.000265、瓦斯爆炸系数1〕CH〔4－12.06〕＝12.66%B〔x－12.66〕＝87.1/261.4＝0.3332052〕CH〔4－23.66〕＝76.16/228.5＝0.333304五、亚爆炸区1、瓦斯爆炸范围CH4%＝23.66%~42.00%2、化学反响式和配比2CH4+3O2＝2CO+4H2O82CH4+3O2＝2CO+4H2O32965672131.7522.53、爆炸配比1〕CH〔4－23.66〕＝23.66%P〔b－23.66〕＝228.5/76.16＝3.0000002〕CH〔4－42.00〕＝42.00%P〔b－42.00〕＝173.6/57.9＝3.0000004、爆炸系数1〕CH〔4－23.66〕＝23.66%B〔x－23.66〕＝76.16/228.5＝0.3333042〕CH〔4－42.00〕＝42%B〔x－42.00〕＝57.9/173.6＝0.333525六、瓦斯爆炸生成高温和高压1、瓦斯爆炸生成高温91〕CH4%＝2.00%Qg＝＝177.568Qx＝0.24[0.2096〔1－CH4%〕/0.2096]×1.428＝0.24×0.2096〔1－CH4%〕×1.428＝0.335865Ts＝Qg/Qx＝177.568/0.335865＝529〔℃〕2〕CH4%＝9.5%Qg＝12.4×68＝843.2Qx＝0.24×〔1－9.5%〕×1.428＝0.3101616Ts＝843.2/0.3101616＝2719〔℃〕3〕CH4%＝12.66%CH〔4－4/3〕＝68/3×4＝90.666CH〔4－12.66〕＝90.666/716＝12.66%10O2%＝20.96〔1－12.66%〕＝18.31%CH〔4－12.66〕＝264.1/3＝87.1Qg＝12.4×87.1＝1080〔℃〕Qx＝0.24〔1－12.66%〕×1.428＝0.2993316Ts＝1080/0.2993316＝3608〔℃〕4〕CH4%＝23.66%O2%＝0.2096〔1－23.66%〕＝16.00%O2－g＝1428×16%＝228.5CH4－g＝228.5/3＝76.16Qg＝12.4×76.16＝944.4Qx＝0.24〔1－23.66%〕×1.428＝0.261632Ts＝944.4/0.261632＝3610〔℃〕115〕CH〔4－42〕＝42.00%O2%＝0.2096〔1－42%〕＝12.156%O2－42.0＝1428×12.156＝173.6CH〔4－42〕＝173.6/3＝57.9Qg＝12.4×57.9＝71.8Qx＝0.24〔1－42%〕×1.428＝0.198777Ts＝718/0.198777＝3612〔℃〕2、瓦斯爆炸产生高压1〕CH4%＝2.0%P〔1－2%〕＝P0×[〔273+843+25〕/〔273+25〕]＝1×827/298＝2.7〔大气压〕2〕CH〔4－9.5〕＝9.5%P〔1－9.5〕＝1×[〔273+843+25〕/298]＝13.13〕CH〔4－12.66〕＝12.66%12P〔1－12.66〕＝1×[〔273+3608+25〕/298]＝13.14〕CH〔4－23.66〕＝23.66%P〔1－23.66〕＝1×[〔273+3610+25〕/298]＝13.15〕CH〔4－42.0〕＝42.00%P〔1－42.00〕＝1×[〔273+3612+25〕/298]＝13.16〕连续爆炸P〔1－连续〕＝初次爆炸压力×[〔273+3612+25〕/298]。13七、瓦斯爆炸生成量的速算法1、生成二氧化碳瓦斯的含量范围是2.0%－9.5%。CH4+2O2＝CO2+2H2O16644436142.752.252、生成一氧化碳瓦斯的含量范围是9.5%－42.00%2CH4+3O2＝2CH4+4H2O32965672131.752.253、瓦斯爆炸生成量的速算法1〕CH4%＝2.0%CH〔4－2.0〕＝716×2.0%＝14.32O〔2－2.0〕＝14.32×4＝57.2814CO〔2－2.0〕＝14.32×2.75＝39.38H2O－2＝14.32×2.75＝32.22〕CH〔4－9.5〕＝9.5%CH〔4－9.5〕＝716×9.5%＝68O〔2－9.5〕＝68×4＝272CO〔2－9.5〕＝68×2.75＝187H2O〔1－9.5〕＝68×2.25＝1533〕CH〔4－12.66〕＝12.66%CH〔4－12.66〕＝〔68/3×4〕÷716＝12.66%O〔2－12.66〕%＝20.96〔1－12.66%〕×1.428＝261.4O〔2－12.66〕＝261.4÷3＝87.1CO〔2－12.66〕＝87.1×1.75＝152.4H2O〔1－12.66〕＝87.1×2.25＝1964〕CH4%＝23.66%O〔2－23.66〕%＝20.96〔1－23.66%〕＝16.00%O〔2－23.66〕＝1428×16%＝228.515CH〔4－23.66〕＝228.523＝76.16CO〔1－23.66〕＝76.16×1.75＝133.3H2O〔1－23.66〕＝76.16×2.25＝171.45〕CH4%＝42.00%O〔2－42.00〕%＝20.96〔1－42.00%〕＝12.156%O〔2－42.00〕＝1428×12.156%＝173.6CH〔4－42.00〕＝1736÷3＝57.9CO〔1－42.00〕＝57.9×1.75＝101.3H2O〔1－42.00〕＝57.96×2.25＝130.3详见图一和表三。16八、计算公式1、瓦斯爆炸时，放出热量。Qg＝12.4千卡×68克＝843.2千卡2、吸收热量Qx＝0.24〔1－CH4%〕×1.428＝0.24×〔1－12.66%〕×1.428＝0.2993316千卡3、空气温度升高的温度Ts＝Qg/Qx〔℃〕4、瓦斯的含量求氧气的含量O20%＝20.96〔1－CH4%〕5、求瓦斯的重量CH〔4－9.5〕＝716克×9.5%＝68〔克〕求氧气的重量；O2＝1428×O2%6、二氧化碳重量17CO〔2－9.5〕＝CH〔4－9.5〕2.757、一氧化碳重量CO〔1－12.66〕＝CH〔4－12.66〕×1.758、水蒸气H2O〔1－9.5〕＝CH〔4－9.5〕×2.25H2O〔1－12.66〕＝CH〔4－12.66〕×2.25〔1m3水完全生成水蒸气为1700m3〕181920瓦斯爆炸升温升压有关数据〔表一〕瓦斯氧气配比系数压力升温（%）（g）（%）（g）O2/CH4CH4/O2（大气压）（℃）214.3220.5457.284/10.250002.7529>9.56818.962723/10.3333310.1271912.6687.118.31269.43/10.3333313.1360813.6671.1616.00228.53/10.3333313.1361042.0057.912.156173.63/10.3333313.13612转化爆炸区瓦斯爆炸的配比和系数〔表二〕瓦斯氧气配比系数（%）（g）（%）（g）O2/CH4CH4/O2>9.568<19.002724.0000000.2500001071.618.864269.43.7625690.2657751178.7618.65266.43.3824270.2956451285.9218.45263.43.0742290.32619512.6687.118.31261.43.0011480.33320521斜线图中重点点位数据〔表三〕瓦斯氧气二氧化碳水蒸气放热升温（%）（g）（%）（g）（%）（g）（g）（m3）（千卡）（℃）020.96299.30.040.786214.3220.5457.282.039.3832.254.7177.35299.56818.972729.51187153.0260.1843.2271912.6687.118.31261.412.19152.4196.0333.11080360923.6676.1616.00228.510.66133.3171.4299.1943.6360829.570.3614.78211.09.84123.1158.3268.9871.7361042.0057.912.156173.68.09101.3130.3221.2716.7361222斜线图中斜线倾角特征〔表四〕线别气别起点（CH4%）终点（CH4%）斜率X2倾角度斜线方向原生斜线CH42.042.00.71600035°36´10"O220.5412.1560.29930016°39´44"反应斜线CH42.09.50.7160035°36´10"9.512.660.7160035°36´10"12.6642.00.0995225°41´01"O22.09.52.86293370°44´46"9.512.660.29930016°39´44"12.6642.00.29930016°33´44"生成斜线CO22.09.52.0640064°09´00"CO9.512.661.09493647°35´41"12.6642.00.17416499°52´47"H2O2.09.51.61066658°09´55"生成斜线蒸气9.512.661.36075953°41´18"12.6642.00.22332612°37´18"23二氧化碳对人体的危害〔表五〕密度（g/m3）含量对人体的危害（%）（ppm）201呼吸感到急促593呼吸量增加两倍、易疲劳995呼吸困难、耳鸣、