一(yī)、煤塵爆炸的機理及特征

1．煤塵爆炸的機理

煤塵爆炸是在高溫或一(yī)定點火(huǒ)能的熱源作用下(xià)，空乞中(zhōng)氧氣與煤塵急劇氧氣的反應過程，是一(yī)種非常複雜(zá)的鏈式反應，一(yī)般認爲其爆炸機理及過程如下(xià)：

（1）煤本身是可燃物(wù)質，當它以粉末狀态存在時，總表面積顯著增加，吸氧和被氧人化的能力大(dà)大(dà)增可，一(yī)旦遇見火(huǒ)源，氧化過程迅速展開(kāi)；

（2）當溫度達到300~400℃時，煤的幹餾現象急劇增強，放(fàng)出大(dà)量的可燃性氣體(tǐ)，主要成分(fēn)爲甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氫和1%左右的其他碳氫化合物(wù)；

（3）形成的可燃氣體(tǐ)與空氣混合的高溫作用下(xià)吸收能量，在塵粒周圍形成氣體(tǐ)外(wài)殼，即活化中(zhōng)心，當活化中(zhōng)心的能量達到一(yī)定程度後，鏈反應過程開(kāi)始，遊離(lí)基迅速增加，發生(shēng)了塵粒的閃燃；

（4）閃燃所形成的熱量的傳遞給周圍的塵粒，并使之參與鏈反應，導緻燃過程急劇地循環進生(shēng)，當燃燒不斷加劇使火(huǒ)焰速度達到每秒數百米後，煤塵的燃燒便在一(yī)定臨界條件下(xià)跳躍式地轉變爲爆炸。

2．煤塵爆炸的特征

（1）形成高溫、高壓、沖擊波  煤塵爆炸火(huǒ)焰溫度爲1600~1900℃，爆源的溫度達到2000℃以上，這是煤塵爆炸得以自動傳播的條件之一(yī)。

在礦井條件下(xià)煤塵爆炸的平均理論壓力爲736KPa，但爆炸壓力随着離(lí)開(kāi)爆源距離(lí)的延長而跳躍式增大(dà)。爆炸過程中(zhōng)如遇障礙物(wù)，壓力将進一(yī)步增加，尤其是連續爆炸時，後一(yī)欠爆炸的理論壓力将是前一(yī)次的5~7倍。煤塵爆炸産生(shēng)的火(huǒ)焰速度可達1120m/s，沖擊波速度爲2340m/s。

（2）煤塵爆炸具有連續性  由于煤塵爆炸具有很高的沖擊波速，能将巷道中(zhōng)落塵揚起，甚至使煤體(tǐ)破碎形成新的煤塵，導緻新的爆炸，有時可如此反複多次，形成連續爆炸，這是煤塵爆炸的重要特征。

（3）煤塵爆炸的感應期  煤塵爆炸也有一(yī)個感應期，即煤塵受熱分(fēn)解産生(shēng)足夠數量的可燃氣體(tǐ)形成爆炸所需的時間。根據試驗，煤塵爆炸的感應期主要決定于煤的揮發分(fēn)含量，一(yī)般爲40%~280ms，揮發分(fēn)越高，感應期越短。

（4）揮發分(fēn)減少或形成“粘焦”煤塵爆炸時，參與反應的揮發分(fēn)約占煤塵揮分(fēn)含量的40%~70%，緻使煤塵揮發分(fēn)減少，根據這一(yī)特征，可以判斷煤塵是否參與了井下(xià)的爆炸。對于氣煤、肥煤、焦煤等粘結性煤的煤塵，一(yī)旦發生(shēng)爆炸，一(yī)部分(fēn)煤塵會被焦化，粘結在一(yī)起，沉積于支架的巷道壁上，形成煤塵爆炸所特有的産物(wù)——焦炭皮渣或粘塊，統稱“粘焦”“粘焦”也是判斷井下(xià)發生(shēng)爆炸事故時是否有煤塵參與的重要标志(zhì)。

（5）産生(shēng)大(dà)量的CO  煤塵爆炸時産生(shēng)的CO，在災區氣體(tǐ)中(zhōng)濃度可達2%~3%，甚至高達到8%左右，爆炸事故中(zhōng)受害者的大(dà)多數（70%~80%）是由于CO中(zhōng)毒造成的