消防科学与技术 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (11): 1604-1610.
李志峰1, 纪文涛2,3
Li Zhifeng1, Ji Wentao2,3
摘要: 瓦斯/煤尘混合爆炸是一种均相-异相耦合燃烧的复杂现象,其主导燃烧机制动态演变,相较于单一组分爆炸,混合爆炸具有更高的爆炸强度,是煤矿灾害防治中的重要挑战。本文基于20 L球型爆炸测试装置,考察了N2和CO2两种惰性气体对甲烷/煤尘复合爆炸的抑制效果,通过对比不同气体浓度下爆炸特征参数的变化趋势,揭示了两种惰性气体在抑爆效能上的差异及其作用机理。结果表明,N2和CO2对不同工况下的甲烷/煤尘复合爆炸均具有抑制作用,其中CO2的抑爆效果显著优于N2。抑爆过程中,CO2和N2均发挥了稀释作用和冷却作用,且CO2分子与爆炸过程中产生的关键活性自由基H·发生基元反应,降低了爆炸反应体系中活性自由基的含量,有效延缓了爆炸反应速率。研究结果可为煤矿爆炸灾害防控提供理论依据和量化参考。