裴　蓓，余明高，陈立伟，杨　勇，牛　攀，朱新娜



CO2-双流体细水雾抑制管道甲烷爆炸实验

裴蓓1,2，余明高1,2，陈立伟1,2，杨勇1,2，牛攀1,2，朱新娜1,2

（1煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454003；2河南理工大学安全科学与工程学院，河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，河南 焦作 454003）

摘要:搭建了尺寸为120 mm×120 mm×840 mm透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台，采用双流体喷嘴将二氧化碳和细水雾送入实验系统，从火焰速度、瓦斯爆炸超压两个方面探讨双流体细水雾的抑爆有效性。实验结果表明CO2双流体细水雾抑制瓦斯爆炸效果显著。随着喷雾时间的延长，火焰传播速度呈缓慢增加趋势，火焰传播速度峰值大幅降低；爆炸超压曲线呈先增大后缓慢减小的趋势，超压峰值大幅降低；当CO2压力增至0.4 MPa喷雾时间大于3 s时，经多次点火无法引爆, 说明CO2-双流体细水雾抑制甲烷爆炸时具有协同效应，有利于提高细水雾的抑爆效率。

关键词:气液两相流；二氧化碳；甲烷；爆炸抑制；协同效应；安全

引 言

瓦斯爆炸是煤矿开采过程中重要灾害之一，同时，瓦斯作为煤层气的主要成分，又是一种潜在的清洁能源，若未经处理或回收直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，而合理利用瓦斯能有效避免严重的生态污染和资源浪费[1]。因此研究管道瓦斯爆炸抑制对减少煤矿瓦斯爆炸事故和促进清洁能源安全利用有着重要的现实意义。

细水雾主要通过汽化稀释、冷却降温等效应降低化学反应速率[2]，达到爆炸抑制的作用，成为当今国内外可燃气体爆炸抑制研究热门。……