礦用非金屬瓦斯抽采管靜電安全性的實驗研究.pdf

1、煤礦瓦斯抽采是防治瓦斯災害事故的重要措施。近年來，隨著新材料、新工藝的不斷發(fā)展，非金屬瓦斯抽采管在煤礦井下得到廣泛使用。但非金屬抽采管在輸送瓦斯過程中易受到含煤、巖塵瓦斯氣流劇烈摩擦而產(chǎn)生并積聚靜電荷。在一定條件下，可能發(fā)生靜電火花放電引爆瓦斯，給煤礦安全生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。本文在靜電起電及放電理論的基礎上構(gòu)建了非金屬抽采管靜電起電試驗系統(tǒng)和靜電火花引爆瓦斯試驗系統(tǒng)，研究了典型環(huán)境因素對非金屬瓦斯抽采管靜電起電和靜電火花引爆瓦斯的影

2、響規(guī)律，并在此基礎上，提出非金屬瓦斯抽采管的靜電安全性能評價方法和靜電防治措施。本論文主要工作與結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)靜電學、材料學、摩擦學、爆炸學等相關(guān)理論知識，闡述了摩擦起電機理和靜電火花點火理論。結(jié)合煤礦井下非金屬抽采管瓦斯輸送過程中靜電起電特點，從理論上闡述了非金屬抽采管靜電起電機理、靜電荷轉(zhuǎn)移過程，并初步探討了影響煤礦井下非金屬抽采管產(chǎn)生靜電電壓大小因素。在理論分析的基礎上，構(gòu)建了模擬煤礦井下非金屬抽采管靜電起電試驗

3、系統(tǒng)和靜電火花引爆瓦斯試驗系統(tǒng)，用于非金屬管路靜電起電及放電試驗研究。
　　(2)在實驗室條件下，研究分析環(huán)境濕度、表面電阻、含塵氣流流速對非金屬抽采管靜電電壓影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明:在相同摩擦起電時間內(nèi)，非金屬抽采管表面電阻值越小，測量得到的靜電電壓越低;環(huán)境濕度越高，測量的靜電電壓越低;含煤塵氣流流速越大，靜電電壓升高速率越快，飽和靜電電壓值越大。
　　(3)在實驗室條件下，研究分析環(huán)境溫濕度、電極間距、甲烷濃度對靜電火

4、花引爆瓦斯影響規(guī)律。結(jié)果表明:引爆瓦斯氣體所需靜電電壓隨著環(huán)境溫度的升高而持續(xù)下降;隨著球形電極間距由小到大的變化，引爆瓦斯氣體所需的靜電電壓呈現(xiàn)出先減小后增大的變化趨勢，存在敏感間隙，范圍為1.5mm～2mm;在甲烷爆炸濃度范圍內(nèi)，隨著甲烷濃度由低到高的變化，引爆瓦斯氣體所需的靜電電壓呈現(xiàn)先減小后增加變化趨勢，存在敏感濃度，范圍為9.5％～10％;隨著環(huán)境濕度的增加，引爆瓦斯氣體所需的靜電電壓呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢。環(huán)境濕度小于40％時，