Взрывчатость и воспламеняемость угольной пыли
Воспламеняемость взвешенных частиц угольной пыли предполагает, что воспламенению предшествует газификация – под действием источника тепла выделение горючих газообразных продуктов. Угли всех сортов выделяют горючие газы при нагревании на несколько сотен градусов, которые смешиваются с воздухом и образуют двухфазную (пыль+газы) взрывчатую пылегазовоздушную смесь. Индукционный период вспышки пылевоздушной смеси складывается из индукционного периода вспышки образованной пылегазовоздушной смеси и времени газификации.
Исходя из данного механизма, воспламеняемость взвешенной угольной пыли в сильной степени зависит от химического состава и размеров частиц пыли и от содержания летучих веществ в угле. Обычно продуктами газификации являются: оксид углерода, водород, метан и др.
Взрывчатая смесь может образовываться из лежащего на стенках и почве выработки слоя пыли под действием первичной ударной волны, вызванной в массиве взрывом заряда ВВ.
Температура воспламенения угольной пыли колеблется в пределах 750 - 1105 оС., содержащийся в шахтной атмосфере, метан повышает опасность взрыва угольной пыли: 0,3-0,5 % метана делает взрывчатыми смеси, не способные взрываться в чистом виде и облегчает воспламенение пыли.
С увеличением зольности угольной пыли ее взрывчатость падает. Влага, покрывающая частицы, делает неспособной ее к взрыву.
Наилучший пламегасящий эффект оказывает пыль мела, карбонатов, известняка, доломита.
Наиболее взрывоопасной является серная пыль, температура вспышки аэровзвеси серной пыли составляет 260-290 оС. Воспламенению серной пыли предшествует выраженный период индукции, на первой стадии которого происходит испарение серы, на второй – ее окисление в парах. Окисление серы носит цепной характер по механизму
; ;
; и т.д.
Эффективными пламегасителями взвеси серной пыли являются материалы, способные охлаждать продукты взрыва за счет поглощения тепла на испарении, разложение, дегидратацию: вода, сульфат натрия (кристаллогидрат), углекислый аммоний, хлористый аммоний.
Сульфидная пыль по воспламеняемости занимает среднее положение между угольной и серной пылью. Механизм окисления сульфидной пыли предполагает, что реакция имеет цепной механизм и протекает по следующей схеме:
; ;
; ;
; .
Активными центрами в этих реакциях являются атомарный кислород (O ) и радикал SO.
Наиболее характерная температура вспышки аэровзвесей сульфидов 400-500 оС. Для сульфидной пыли не обнаружены пламегасители, обладающие ингибиторными свойствами.
Достарыңызбен бөлісу: |