点火具爆炸压力的理论计算与试验研究 .pdf

doi10． 3969／ j． issn． 1001- 8352． 2013． 04． 006 点火具爆炸压力的理论计算与试验研究 磁 曹卫国 ① 黄丽媛① 梁济元① 郑俊杰①② 刘向阳③ 苗 楠④ 秋珊珊①② 潘 峰①② ①南京理工大学化工学院（江苏南京，２１００９４） ②国家民用爆破器材质量监督检验中心（江苏南京，２１００９４） ③盐城进出口检验检疫局（江苏盐城， ２２４００２） ④东北大学工业爆炸及防护研究所（辽宁沈阳，１１０００４） ［摘 要］ 为了研究不同质量的点火具自身爆炸特性以及对粉尘爆炸下限浓度的影响，采用 ２０ Ｌ 球爆炸测试装 置对不同质量的点火具进行了试验，与理论计算结果进行了对比；并对过 ２００ 目筛、中位径为 ３２μ ｍ 的煤粉进行了 爆炸下限浓度研究。 结果表明试验结果和理论计算结果基本一致，爆炸压力随点火具质量的增加而呈现线性上 升；随着点火具质量的增加，煤粉的爆炸压力逐渐增加，爆炸下限浓度逐渐降低，当点火具质量由 ０． ２４ ｇ 增加至 ２． ４０ ｇ 时，煤粉的爆炸下限浓度由４０ ～ ５０ ｇ／ ｍ ３ 下降到 ３０ ～ ４０ ｇ／ ｍ ３，引爆煤粉的危险性进一步增大。 ［关键词］ 点火具质量 ２０ Ｌ 球 煤粉爆炸 爆炸压力 爆炸下限浓度 ［分类号］ Ｏ３８９ Ｘ９３２ 引言 粉尘爆炸是煤炭、冶金、粮食和采矿加工等行业 最常见的安全隐患 ［１- ３］ 。 其中，煤粉爆炸现象更为严 重。 我国煤炭产量占全世界煤炭总产量的 ３７％左 右，但事故死亡人数却占全世界煤矿死亡总人数的 ７０％左右 ［４］ 。 随着煤粉喷吹工艺在冶金、火电等行 业的全面推广 ［５］ ，煤粉爆炸逐渐成为威胁制粉系统 安全运行的最大隐患。 近年来，国内外相关研究人员开始研究煤粉爆 炸的危害性。 Ｐｒｏｕｓｔ 等人 ［６- ７］ 用标准 ２０ Ｌ 球爆炸装 置对粉尘爆炸进行了相关的实验研究和分析；蒯念 生等人 ［８］ 研究了点火具能量的大小对粉尘爆炸压 力的影响；潘峰等人 ［９］ 也从煤粉的着火温度、爆炸 压力和爆炸指数等方面进行了研究。 前人的研究成 果主要是侧重于质量分数、粒径等粉尘本身性质的 改变对爆炸危险性的影响，对点火能量的大小与爆 炸危险性的相互关系研究较少。 本文采用 ２０ Ｌ 球爆炸测试系统，以不同质量的 点火具为试验对象，通过理论计算与试验数据相对 比，分别得出点火具自身产生的爆炸压力与质量的 相互关系；并研究了不同点火具质量对煤粉爆炸下 限浓度的影响，以期对粉尘爆炸的预防以及煤粉爆 炸危险性的认识起到指导作用。 1 试验 1． 1 测试装置 ２０ Ｌ 球爆炸测试系统见文献［１］，主要由粉尘 的分散系统、点火系统以及测试系统等几个部分组 成。 球体的体积为２０． ０ Ｌ ，储粉罐的体积为０． ６ Ｌ。 爆炸后压力通过 ＰＬＣ 传感器采集后转变成计算机 可以识别的信号并保存。 采用不同质量的点火具和 煤粉浓度（ｇ／ ｃｍ ３ ）设计相应的爆炸试验，通过分析 不同条件下的压力曲线得到相应的爆炸压力。 1． 2 试验方法 将点火具固定在２０ Ｌ 球的中心位置，称量一定 质量的煤粉（测试点火具爆炸压力时，煤粉质量为 ０）放入储粉罐内，加压至 ２． ００ ＭＰａ，对球体抽真空 至 － ０． ０６ ＭＰａ，打开气粉两相阀，高压气体将煤粉 通过喷嘴分散到容器中，开阀后 ６０ ｍｓ，点火具在容 器中心被引爆。 通过改变相关的条件，得到一系列 数据。 分析不同条件爆炸后的压力曲线，得到相应 的试验结果。 1． 3 试验样品 点火具由活性锆粉、硝酸钡和过氧化钡组成。 其中，活性锆粉质量分数为 ４０％，硝酸钡质量分数 ４２ 爆 破 器 材 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 第 ４２ 卷第４ 期 磁 收稿日期 ２０１３- ０５- １３ 基金项目 国家自然科学基金项目（５１１７４０４７）；国家自然科学基金青年基金项目 （１１１０２０９１）；江苏省 ２０１３ 年度普通高校研究生科研创新计划项目 （ＣＸＺＺ１３＿０２１６） ；高等学校博士学科点专项科研基金 博导类（２０１１３２１９１１００１０） 作者简介 曹卫国（１９８４ ～ ），男，博士，主要从事粉尘爆炸、粉尘火焰传播、危险品分类等方面的研究。 Ｅ- ｍａｉｌｃａｏｗｅｉｇｕｏｉｅｍ＠１６３． ｃｏｍ 通信作者潘峰（１９７１ ～ ），男，博士，副教授，主要从事爆炸品分类、粉尘爆炸、抗爆门等方面的研究。 Ｅ- ｍａｉｌｐａｎｆｅｎｇｉｅｍ＠１６３． ｃｏｍ 为３０％，过氧化钡质量分数为 ３０％。 煤粉由东北大学工业爆炸及防护研究所提供， 经粉碎、过 ２００ 目筛，采用激光粒度仪进行粒径分 析，煤粉的中位径为３２μ ｍ，如图１ 所示。 试验前，在 ５０℃的烘箱内干燥４８ ｈ。 图１ 煤粉的粒径分布图 Ｆｉｇ． １ Ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ 2 结果与讨论 2． 1 不同质量点火具爆炸压力理论计算 点火具中，活性锆粉、硝酸钡和过氧化钡质量之 比为４瞷３瞷３，化学反应方程式为 Ｚｒ ＋ ０． ２６２Ｂａ（ＮＯ３）２＋ ０． ４０４ＢａＯ２＋ ０． １４３Ｏ２＝ ０． ６６６ＢａＯ ＋ ＺｒＯ２＋ ０． ２６２Ｎ２ 反应生成的能量 Δ H１＝ ∑ Ｂ vＢΔ H θ m （１） 式中vＢ表示参加反应的各物质的化学计量数；Δ H１ 表示化学反应的焓变，ｋＪ／ ｍｏｌ；Δ H θ m为各物质的反应 焓 Δ H θ m（Ｂａ（ＮＯ３）２） ＝ －７２８． ０ ｋＪ／ ｍｏｌ； Δ H θ m （ＢａＯ２） ＝－６３４． ３ ｋＪ／ ｍｏｌ；Δ H θ m（ＢａＯ） ＝－ ５４８． １ ｋＪ／ ｍｏｌ；Δ H θ m（ＺｒＯ２） ＝－ １１００． ６ ｋＪ／ ｍｏｌ。 因此 Δ H１＝∑ Ｂ vＢΔ H θ m＝０． ６６６ （ －５４８． １） ＋ （ － １１００． ６） －０． ２６２ （ －７２８． ０） －０． ４０４ （ － ６３４． ３） ＝ １０１８． ６ｋＪ／ ｍｏｌ n （Ｚｒ） ＝ m ０． ４ ９１． ２２ ＝ m ２２８． ０５ （２） Δ H ＝ n （Ｚｒ）Δ H１＝ m ０． ４ ９１． ２２ １０１８． ６ ＝－ ４． ４６７ m（ｋＪ）（３） 式（２）、（３）中m 为点火具的总质量，ｇ；Δ H 为点火 具放出的总热量，ｋＪ。 爆炸过程是恒容绝热过程，假设爆炸初始温度 为室温 T０＝ ２９８Ｋ。 反应前 n１（Ｎ２） ＝p ０V RT０ ０． ７８ ＝１０１． ３ ２０ ８． ３１４ ２９８ ０． ７８ ＝ ０． ６３７８ｍｏｌ n１（Ｏ２） ＝p ０V RT０ ０． ２１ ＝１０１． ３ ２０ ８． ３１４ ２９８ ０． ２１ ＝ ０． １７１７ｍｏｌ 反应后 生成的氮气 n２（Ｎ２） ＝ ０． ２６２n （Ｚｒ） ＝ ０． ２６２ ０． ４m ９１． ２２ ＝ ０． ００１１４８m（ｍｏｌ） 消耗的氧气 n２（Ｏ２） ＝ ０． １４３n （Ｚｒ） ＝ ０． １４３ ０． ４m ９１． ２２ ＝ ０． ０００６２９m（ｍｏｌ） 气体爆炸的恒容绝热反应过程可以简化为恒温 恒容反应过程和恒容升温反应过程，如图 ２ 所示。 图 ２ 煤粉恒温绝热反应示意图 Ｆｉｇ． ２ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｉｃ ａｄｉａｂａｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ 根据热力学第一定律，恒容封闭系统中可燃气 体燃爆前后的热力学能量不变。 由状态函数的性质 可知 Δ U ＝ Δ U１＋ Δ U２＝ ０（４） 此反应过程可以分为绝热恒温反应和恒容升温 反应，分别通过反应焓和比热进行计算 Δ U１＝ Δ H － ∑n１RT０（５） Δ U２＝ ∑n２Cv，mΔ T（６） 式（５）、（６）中n１为生成的 Ｎ２和消耗的 Ｏ２物质的 量之差，ｍｏｌ；n２为反应后 Ｎ２和 Ｏ２物质的量之和， ｍｏｌ。 恒温恒容反应时n１＝n２（Ｎ２） －n２（Ｏ２） ＝ ０． ０００５１９m（ｍｏｌ） Δ U１＝Δ H －∑ n１RT０＝－４． ４６７ｍ １０００ － ０． ０００５１９RT０m（Ｊ） 恒容升温反应时 Δ U２＝礏 T ２９８n （Ｏ２）Cv，m（Ｏ２）ｄT ＋礏 T ２９８n （Ｎ２） Cv，m（Ｎ２）ｄT ＝礏 T ２９８（０． １７１７ － ０． ０００６２９m） ［（a１＋b１T ＋c１T ２ ） － R］ｄT ＋礏 T ２９８（０． ６３７８ ＋ ０． ００１１４８m） ［（a２＋b２T ＋ c２T ２） － R］ｄT ５２２０１３ 年８ 月 点火具爆炸压力的理论计算与试验研究 曹卫国等 式中a１＝ ２８． １７； b１＝ ６． ２９７ １０ － ３； c １＝－ ０． ７４９４ １０ － ６； a ２＝２７． ３２； b２＝６． ２２６ １０ － ３； c ２＝ － ０． ９５０２ １０ － ６ ［１０］ 。 由式（４）得 礏 T ２９８｛（０． １７１７ － ０． ０００６２９m） ［（a１＋b１T ＋ c１T ２） － R］ ＋ （０． ６３７８ ＋ ０． ００１１４８m） ［（a ２＋ b２T ＋ c２T ２） － R］｝ｄT ＝ ４． ４６７m １０００ ＋ ０． ０００５１９RT ０m 又因为p ＝ nRT V ＝ （０． ６３７８ ＋ ０． １７１７ ＋ ０． ０００５１９m） ８． ３１４ T ２０ （ｋＰａ）， 因此点火具爆炸产生的表压 pi可以用容器中的绝 对压力 p 与大气压力 p０之差来表示，即 pi＝ p － p０。 文献［６］和［８］通过大量的实验得出 ２０ Ｌ 球爆 炸的点火具有效能量约为总能量的 ５０％，理论计算 结果 pi如表 １ 所示。 2． 2 不同质量点火具爆炸压力试验结果 在２０ Ｌ 球中分别对质量为 ０． ２４ ｇ、０． ４８ ｇ、 ０． ９６ｇ、１． ２０ ｇ、１． ９２ ｇ 和２． ４０ ｇ 的点火具进行试验， 得出爆炸压力，与理论计算结果相比较，如表 １ 所 示。 从表 １ 看出，点火具爆炸压力的理论计算值和 试验值基本一致，爆炸压力和质量呈线性关系，从理 论和试验中得出了点火具自身爆炸产生的压力大 小。 2． 3 点火具质量对煤粉爆炸下限浓度的影响 试验环境温度２５ ℃，点火具质量分别为０． ２４ｇ、 １． ２０ｇ 和２． ４０ｇ，煤粉爆炸产生的压力 pｃ见图３。 由图 ３ 可见，不同点火条件下，煤粉在 １０ ～ ６０ ｇ／ ｍ ３ 浓度内，爆炸压力均随着浓度的增加而不断上 升；同一浓度条件下，煤粉的爆炸压力随着点火具质 量的增加而增加。 以 Δ pｃ≥０． ０５ ＭＰａ ［１１］ 作为煤粉 爆炸的临界压力 pｃｒｉ，当点火具质量为 ０． ２４ｇ 时，煤 粉的爆炸下限浓度为 ４０ ～ ５０ ｇ／ ｍ ３；当点火具质量 增加到 １． ２０ｇ 时，煤粉的爆炸下限浓度为 ３０ ～ ４０ ｇ／ ｍ ３，煤粉的爆炸下限浓度降低，煤粉被点燃的爆 炸危险性进一步增加；继续增加点火具质量到 ２． ４０ ｇ，此时煤粉的爆炸下限浓度仍为３０ ～ ４０ ｇ／ ｍ ３，可以 图３ 不同点火具质量下煤粉浓度和爆炸压力关系 Ｆｉｇ． ３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｕｓｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ 看出此点火条件下煤粉的爆炸压力比点火具质量为 ０． ２４ｇ 时的爆炸压力明显上升。 当煤粉浓度低于 ３０ ｇ／ ｍ ３ 时，煤粉均未发生爆炸。 随着煤粉浓度的增 加，压力有所上升，但未达到 ０． ０５ＭＰａ；这主要是因 为煤粉浓度过低，单位体积内参与燃烧的颗粒较少， 不足以使煤粉由燃烧转为爆轰，不能形成有效的爆 炸 ［１２］ ；同理，当煤粉的浓度足够大时，单位体积内参 与燃烧的颗粒较多，能够使燃烧进一步持续下去，形 成爆轰。 图４ 为煤粉浓度４０ ｇ／ ｍ ３，不同点火具质量下的 爆炸压力时间曲线图。 随着点火具质量的增加， 煤粉的爆炸压力上升，在达到最大爆炸压力前，爆炸 压力变化率也随着点火具质量的增加而明显提高， 到达最大爆炸压力后缓慢下降，逐渐达到平衡。 图 ４ 不同点火具质量下煤粉爆炸 压力时间曲线 Ｆｉｇ． ４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ 表１ 不同质量点火具的爆炸压力 Ｔａｂ． １ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｉｇｎｉｔｅｒ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ 类别质量／ ｇ０蜒． ２４０E． ４８０构． ７２０-． ９６１ ． ２０１ ． ４４１墘． ６８１�． ９２２q． １６２邋． ４０ 理论计算值pi／ ＭＰａ０换． ０１００/． ０２００＃． ０３００ ． ０４００媼． ０４９０�． ０５９０s． ０７００珑． ０８００[． ０９００舷． １００ 试验值pi／ ＭＰａ０换． ００９０/． ０１９－０ ． ０３９０媼． ０４９－－０珑． ０８０－０舷． １０６ ６２ 爆 破 器 材 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 第 ４２ 卷第４ 期 3 结论 １）通过理论计算和试验数据可知，点火具自身 的爆炸压力与点火具自身质量呈线性关系，当点火 具质量为 ２． ４０ ｇ 时，点火具的爆炸压力达到０． １ ＭＰａ。 ２）煤粉的爆炸下限浓度随着点火具质量的增 大而呈现下降趋势，这说明随着点火具质量的增大， 单位体积内引燃煤粉的颗粒数增加，爆炸压力变化 率逐渐增大，煤粉爆炸的危险性进一步加剧。 参 考 文 献 ［１］ 潘峰， 马超， 曹卫国， 等．玉米淀粉粉尘爆炸危险性 研究［Ｊ］．中国安全科学学报， ２０１１， ２１（７）４６- ５１． Ｐａｎ Ｆｅｎｇ， Ｍａ Ｃｈａｏ， Ｃａｏ Ｗｅｉｇｕｏ， ｅｔ ａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｒｉｓｋ ｏｆ ｃｏｒｎ ｓｔａｒｃｈ ｄｕｓｔ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉ- ｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， ２０１１， ２１（７）４６- ５１． ［２］ 靳宝祥． 粉尘爆炸种种［Ｊ］．劳动保护， ２００２（７） ３６． ［３］ 高聪， 李化， 苏丹， 等． 密闭空间煤粉的爆炸特性 ［Ｊ］．爆炸与冲击， ２０１０， ３０（２） １６４- １６８． Ｇａｏ Ｃｏｎｇ， Ｌｉ Ｈｕａ， Ｓｕ Ｄａｎ， ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ- ｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ｉｎ ａ ｓｅａｌｅｄ ｖｅｓｓｅｌ ［Ｊ］．Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ Ｗａｖｅｓ， ２０１０， ３０（２）１６４- １６８． ［４］ 郝全明，李晓明． 浅谈煤矿重特大爆炸事故［Ｊ］． 煤， ２０１１，２０（１）４３- ４４，４７． ［５］ 杜兵， 蒯念生， 黄卫星．煤粉惰性介质混合体系爆 炸特性实验研究［Ｊ］．四川大学学报工程科学版， ２０１２， ４４（增 １） ２２９- ２３４． Ｄｕ Ｂｉｎｇ， Ｋｕａｉ Ｎｉａｎｓｈｅｎｇ，Ｈｕａｎｇ Ｗｅｉｘｉｎｇ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ - ｉｎｅｒｔａｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ ＶｎｉｖｅｒｓｉｔｙＥｎｇｉ- ｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ， ２０１２，４４（Ｓｕｐｐ． １）２２９- ２３４． ［６］ Ｐｒｏｕｓｔ Ｃｈ， Ａｃｃｏｒｓｉ Ａ， Ｄｕｐｏｎｔ Ｌ． Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｖｉｏｌｅｎｃｅ ｏｆ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ “２０Ｌ ｓｐｈｅｒｅ” ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ “ＩＳＯ １ ｍ ３ ｖｅｓｓｅｌ” ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｏｓｓ Ｐｒｅｖｅｎ- ｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， ２００７， ２０（４- ６） ５９９- ６０６． ［７］ Ｐｒｏｕｓｔ Ｃｈ．Ａ ｆｅｗ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ａｂｏｕｔ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｕｓｔ ｃｌｏｕｄｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｏｓｓ Ｐｒｅ- ｖｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， ２００６， １９（２- ３） １０４- １２０． ［８］ 蒯念生， 黄卫星， 袁旌杰， 等． 点火能量对粉尘爆炸行 为的影响［Ｊ］．爆炸与冲击，２０１２，３２（４）４３２- ４３８． Ｋｕａｉ Ｎｉａｎｓｈｅｎｇ， Ｈｕａｎｇ Ｗｅｉｘｉｎｇ， Ｙｕａｎ Ｊｉｎｇｊｉｅ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｎ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ［Ｊ］．Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ Ｗａｖｅｓ， ２０１２， ３２（４） ４３２- ４３８． ［９］ Ｃａｏ Ｗｅｉｇｕｏ， Ｈｕａｎｇ Ｌｉｙｕａｎ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉａｎｘｉｎ， ｅｔ ａｌ．Ｒｅ- ｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｏａｌ - ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ［Ｊ］． Ｐｒｏｃｅｄｉａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１２（４５） ４４２- ４４７． ［１０］ 天津大学物理化学教研室． 物理化学［Ｍ］． ４ 版． 北 京高等教育出版社， ２００１ ２１１- ２１２． ［１１］ 国家技术监督局． ＧＢ／ Ｔ １６４２５１９９６ 粉尘云爆炸下 限浓度测定方法［Ｓ］． 北京中国标准出版社，１９９６． Ｓｔａｔｅ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ．ＧＢ／ Ｔ １６４２５ １９９６ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｕｓｔ ｃｌｏｕｄ ［Ｓ］． ＢｅｉｊｉｎｇＣｈｉｎａ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒｅｓｓ， １９９６． ［１２］ 秋珊珊， 曹卫国，黄丽媛，等．石松子粉粉尘爆炸试 验研究［Ｊ］．爆破器材， ２０１２， ４１（３） １６- １８． Ｑｉｕ Ｓｈａｎｓｈａｎ， Ｃａｏ Ｗｅｉｇｕｏ， Ｈｕａｎｇ Ｌｉｙｕａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘ- ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｌｙｃｏｐｏｄｉｕｍ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ［Ｊ］． Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１２， ４１（３） １６- １８． Computational and Experimental Studies of Explosion Pressure of Igniter Ｃａｏ Ｗｅｉｇｕｏ ①， Ｈｕａｎｇ Ｌｉｙｕａｎ①， Ｌｉａｎｇ Ｊｉｙｕａｎ①， Ｚｈｅｎｇ Ｊｕｎｊｉｅ①②， ＬＩＵ Ｘｉａｎｇｙａｎｇ③， Ｍｉａｏ Ｎａｎ ④，Ｑｉｕ Ｓｈａｎｓｈａｎ①②， Ｐａｎ Ｆｅｎｇ①② ①Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００９４） ②Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００９４） ③ Ｙａｎｃｈｅｎｇ Ｅｎｔｒｙ- Ｅｘｉｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ Ｂｕｒｅａｕ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｙａｎｃｈｅｎｇ， ２２４００２） ④Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｅｎｙａｎｇ，１１０００４） ［ＡＢＳＴＲＡＣＴ］ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｅｘｐｌｏｓｉｂｉｌｔｙ ｏｆ ｉｇｎｉｔｅｒｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏ - ｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ， ２０ Ｌ ｓｐｈｅｒｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ ｕｎｉｔｓ ｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍ- ｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｃｏａｌ ｐｏｗｄｅｒｓ ｏｆ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２００ ｍｅｓｈ， ｗｈｏｓｅ ｍｅｄｉａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ３２ μ ｍ， ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｄｕｓｔ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｏｒ ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈａｓ ａ ｌｉｎｅａｒ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ， ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｅ - ｃｒｅａｓｅｓ ｃｏｎｖｅｒｓｅｌｙ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ０． ２４ｇ ｔｏ ２． ４０ｇ， ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｒｅ- ｄｕｃｅｓ ｆｒｏｍ ４０- ５０ ｇ／ ｍ ３ ｔｏ ３０- ４０ ｇ／ ｍ ３， ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｕｃｈ ｄｕｓｔ ｗａｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ． ［ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ］ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ， ２０ ｌｉｔｅｒ ｓｐｈｅｒｅ， ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ， ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｍｉｎｉｍｕｍ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｏｎｃｅｎ- ｔｒａｔｉｏｎ ７２２０１３ 年８ 月 点火具爆炸压力的理论计算与试验研究 曹卫国等