بررسی آزمایشگاهی اثر ابعاد گرد زغال در انفجار مخلوط گرد زغال و متان

Abstract

در معادن زغال­ سنگ، انفجار مخلوط گرد زغال و گاز متان در سال­ های اخیر باعث اثرات فاجعه ­باری شده است. اشتعال ­پذیری و فعالیت­ های شیمیایی گردوغبار مربوط به اندازه ذرات است. لذا، مکانیسم انفجار گردوغبار زغال ­سنگ به ­طور گسترده­ای توسط اندازه ذرات زغال­ سنگ کنترل می ­شود. در این مقاله، اثر اندازه ذرات گردوغبار زغال­ سنگ بر روی شدت انفجار گردوغبار زغال­سنگ با استفاده از آزمون انفجار در محفظه 2 لیتری مورد بررسی قرار گرفت. نمونه­ های زغال­ سنگ مورد آزمایش از سه معدن از منطقه زغالی مهم کشور (البرز شرقی، البرز مرکزی و طبس) جمع­ آوری شده و به­ صورت گرد زغال در هشت مقیاس مختلف (149، 125، 105، 74، 63، 53، 44 و 37 میکرون) آماده­ سازی شده است. نتایج آنالیز سرندی نشان می­دهد که تقریباً تمام نمونه گرد زغال­های انتخاب­ شده حداقل غلظت مطلوب انفجار (250 گرم بر متر مکعب) را دارند. شدت انفجار هر نمونه با اندازه­ گیری حداکثر فشار، حداکثر میزان افزایش فشار و شاخص انفجار طی آزمایش­ های متعددی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحلیل، تمامی آزمایش­ ها در فشار 1/5 بار و دمای اولیه 25 درجه سانتی­ گراد انجام شد. طبق نتایج به­ دست ­آمده، ذرات گرد زغال با ابعاد 44 و 37 میکرون نسبت­به سایر ابعاد شاخص انفجاری بالاتری دارند. بنابراین، پارامترهای حداکثر فشار انفجار و حداکثر نرخ افزایش فشار با کاهش اندازه و پراکندگی ذرات، روند افزایشی را در شدت انفجار نشان می­ دهد. حضور ذرات ریز باعث افزایش سطح مؤثر و در نتیجه باعث افزایش سرعت انفجار و نرخ ناپایداری می ­شود که موجب شتاب فرایند انفجار گرد زغال می ­شود. بنابراین، طبق نتایج به ­دست ­آمده، در فرایند بررسی انفجار گرد زغال، علاوه ­بر غلظت گرد زغال، اندازه ذرات نیز بایستی درنظر گرفته شود. نتایج به­ دست ­آمده در این مکانیسم نه­ تنها در تحقیق و پیشرفت دانش فرایند انفجار گرد زغال مفید است، بلکه در انجام اقدامات لازم برای جلوگیری از انفجار گرد زغال­ سنگ در معادن زغال­ سنگ نیز مؤثر است.