张江石，孙龙浩

(1.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院，北京 100083; 2.华北科技学院 河北省矿井灾害防治重点实验室，河北 三河 065201)

在煤矿生产过程中，工作面煤尘粒度分布不均匀且分散度较大，而实验条件下通过测量单一粒径煤尘样本的爆炸参数往往难以准确评估爆炸风险[1-3]。因此，研究分散度对粉尘爆炸的影响并找出一种合适的平均粒径表述方式来评估爆炸危害才能降低煤尘爆炸风险。

在多分散性条件下，小粒径粉尘占比不同，分散度对粉尘爆炸特性影响也就不同。普遍认为不同粒径粉尘的燃烧方式不同。小粒径粉尘以动力控制为主，大粒径粉尘则是扩散控制或脱挥发作用控制为主[4-5]。随着粒径的减小，燃烧机理由扩散控制变成动力学控制[6]。非单一粒径情况下，小粒径粉尘的引入会缩短点火时间并加快火焰传播速度，同时还会使混合粉尘的火焰传播对氧浓度变化更敏感[7-8]。CASTELLANOS等[9]测量了中位径均为15 μm而分散度不同的5种铝粉爆炸烈度，结果表明即使中位径不变，爆炸压力最大值Pex和爆炸指数Kst随着粒径多分散性σD的增加而显著增加，这要归因于悬浮在空中的小粒径粉尘组分的浓度增加。因此他建议在描述爆炸危害时采用D3,2和σD表示平均粒径，因为D3,2作为平均粒径的一种表示方式更能表征粒径分布对Pex和Kst的影响。DUFAUD等[10]认为D10的粉尘决定了着铝粉的可爆性，而D3,2更能表征粒径对氧化动力学和(dp/dt)ex的影响。但关于煤粉的实验研究表明爆炸烈度随着D50和σD的减小而增加，较细粉尘的浓度对爆炸动力的影响较大，评估煤尘爆炸危害应采用D50(中位径)和σD(分散性)[11]。……