不同管径内瓦斯爆炸压力与火焰波传播实验研究 被引量：1

1

作者 杨堃 司荣军 +3 位作者 黄子超 贾泉升 赵井清 牛宜辉 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期17-25,共9页

为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故,利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸实验管道,实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明:爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势,管径变... 为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故,利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸实验管道,实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明:爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势,管径变化会改变压力峰值出现的时间空间位置,700、500、200 mm管道最大爆炸压力分别出现在长径比115、103、103处,分别为0.59、0.28、0.09 MPa。管道直径越大,最大爆炸压力越大。火焰传播速度随长径比变化曲线起伏波动,整体呈上升趋势,通过分析可将火焰传播过程分为自由传播、反弹加速、稳定加速3个阶段,700、500、200 mm管道最大火焰传播速度分别出现在长径比83、108、96处,分别为846、943、250 m/s。实验中700、500 mm管道出现爆燃转爆轰现象,火焰速度可达800 m/s以上,管径越大爆燃转爆轰过程越早。研究结果可为工程实践中瓦斯管道输送和利用的安全防护提供有力支撑。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 不同管径 爆炸压力 火焰传播速度

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瓦斯煤尘爆炸主动隔爆启动条件及隔爆效果试验研究 被引量：3

2

作者 李润之 司荣军 +1 位作者 王磊 贾泉升 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期810-816,共7页

在我国煤矿井下,普遍应用的爆炸控制装备主要是隔爆水槽、隔爆水袋等被动式隔爆装置,但由于装置本身的适用性及结构特点,已难以适应目前煤矿智能化、无人化的发展。主动式隔抑爆技术,因其能够实现主动式控爆,已在我国煤矿低体积分数瓦... 在我国煤矿井下,普遍应用的爆炸控制装备主要是隔爆水槽、隔爆水袋等被动式隔爆装置,但由于装置本身的适用性及结构特点,已难以适应目前煤矿智能化、无人化的发展。主动式隔抑爆技术,因其能够实现主动式控爆,已在我国煤矿低体积分数瓦斯抽放管路、排空管路以及利用端等进行了大规模应用,取得了良好的效果,但在煤矿井下因缺乏相应的技术规范支撑,尚未进行广泛推广应用。为加快推进煤矿爆炸控制装备智能化发展,运用大型巷道试验系统,在对瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸传播规律研究的基础上,基于新研发的高能主动隔爆装置,开展了瓦斯煤尘爆炸主动隔爆效果试验研究。得出了瓦斯煤尘爆炸传播过程中爆炸压力、爆炸火焰等关键表征参数的变化规律;基于爆炸传播规律及主动隔爆装置自身性能特点,研究确定了高能主动隔爆装置的安装位置关系、启动阈值等关键技术参数;对100 m^(3)瓦斯爆炸诱导沉积煤尘(铺设位置14~70 m、煤尘质量浓度150 g/m^(3))爆炸的隔爆效果进行了效果验证试验。结果表明,所研发的高能主动隔爆装置,性能稳定、可靠,能够对煤矿井下一定条件下的瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸事故进行有效隔爆,为煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故的智能化控制提供了重要的理论及技术支撑。 展开更多

关键词 瓦斯煤尘爆炸 爆炸压力 火焰速度 主动隔爆 启动阈值

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瓦斯煤尘爆炸研究现状及发展趋势 被引量：22

3

作者 司荣军 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第1期72-75,79,共5页

为了明确瓦斯煤尘爆炸的研究情况,以便更好地服务于煤矿安全生产,对瓦斯煤尘爆炸的研究现状进行了分析。分别从瓦斯煤尘爆炸机理、爆炸特性、爆炸传播规律几个方面,对其理论研究、实验研究和数值模拟研究的进展进行了综合论述。在此基础... 为了明确瓦斯煤尘爆炸的研究情况,以便更好地服务于煤矿安全生产,对瓦斯煤尘爆炸的研究现状进行了分析。分别从瓦斯煤尘爆炸机理、爆炸特性、爆炸传播规律几个方面,对其理论研究、实验研究和数值模拟研究的进展进行了综合论述。在此基础上,提出了该领域未来的发展趋势。 展开更多

关键词 瓦斯煤尘爆炸 爆炸机理 爆炸特性 传播规律

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粉体云幕对瓦斯煤尘爆炸隔爆效果的试验研究 被引量：9

4

作者 黄子超 司荣军 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期74-81,共8页

为了探索瓦斯煤尘爆炸的防治技术措施,在大尺度断面巷道开展粉体云幕的隔爆性能测试。运用直径2 m大尺度管道及其附属敞开空间,研究粉体云幕的形成过程及其动态分布特征;在此基础上,以爆炸压力、火焰速度为特征参数,在断面7. 2 m^2大型... 为了探索瓦斯煤尘爆炸的防治技术措施,在大尺度断面巷道开展粉体云幕的隔爆性能测试。运用直径2 m大尺度管道及其附属敞开空间,研究粉体云幕的形成过程及其动态分布特征;在此基础上,以爆炸压力、火焰速度为特征参数,在断面7. 2 m^2大型地下巷道内进行瓦斯煤尘爆炸及隔爆试验。研究结果表明:隔爆粉体在60 ms时可覆盖7. 4 m^2断面,在1 200 ms绝大部分粉体喷出,形成有效隔爆屏障;在试验条件下,粉体云幕面密度8. 1 kg/m^2时,爆炸火焰在13 m范围内被完全熄灭,最大爆炸压力由云幕前的0. 293 MPa降低至0. 126 MPa,下降了57. 0%,140 m位置的爆炸压力上升时间延迟了137 ms;随粉体云浓度的增加,隔爆效果增强,粉体云幕能在短距离范围内扑灭爆炸火焰,并大幅衰减爆炸冲击波压力。 展开更多

关键词 粉体云幕 瓦斯煤尘爆炸 隔爆 爆炸压力 火焰速度

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抛光铝粉爆炸及ABC粉体抑爆特性的实验研究 被引量：11

5

作者 黄子超 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期119-124,共6页

为研究抛光铝粉的爆炸危险和ABC粉体的抑爆特性,在对实验粉体粒径分布进行分析的基础上,采用20 L粉尘爆炸特性实验装置,分别对不同铝粉尘浓度、不同抑爆剂浓度条件下的爆炸特性参数进行测试。研究结果表明:在实验条件下,铝粉的爆炸下限... 为研究抛光铝粉的爆炸危险和ABC粉体的抑爆特性,在对实验粉体粒径分布进行分析的基础上,采用20 L粉尘爆炸特性实验装置,分别对不同铝粉尘浓度、不同抑爆剂浓度条件下的爆炸特性参数进行测试。研究结果表明:在实验条件下,铝粉的爆炸下限为45 g/m^3<C<60 g/m^3;随铝粉浓度增加,爆炸烈度呈现出先增强后减弱的变化趋势,在浓度为400 g/m^3时爆炸烈度最大。ABC抑爆剂能够有效抑制铝粉爆炸超压和爆炸反应进程,随着惰性粉体浓度的增加,抑制效果愈加明显,爆炸逐渐减弱。当ABC惰性粉体的质量占比增加到50%时,相较单一铝粉爆炸,反应过程时间由72 ms增加至785 ms,爆炸最大压力、最大压力上升速率分别下降了61.7%,89.5%;当ABC粉体质量占比为53%时,铝粉被完全惰化,未发生爆炸。 展开更多

关键词 抛光铝粉 抑爆 爆炸特性 浓度 爆炸压力 爆炸反应时间

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煤尘云质量浓度对瓦斯爆炸压力影响的试验研究 被引量：19

6

作者 司荣军 李润之 苏岱峰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1796-1798,共3页

煤矿井下煤尘无处不在,而煤尘的参与会使瓦斯爆炸事故进一步扩大,继而造成更大的人员伤亡和财产损失。为认清煤尘对瓦斯爆炸压力特性的影响规律,运用20 L爆炸特性测试系统,试验研究了不同煤尘云质量浓度条件下的瓦斯爆炸压力变化情况。... 煤矿井下煤尘无处不在,而煤尘的参与会使瓦斯爆炸事故进一步扩大,继而造成更大的人员伤亡和财产损失。为认清煤尘对瓦斯爆炸压力特性的影响规律,运用20 L爆炸特性测试系统,试验研究了不同煤尘云质量浓度条件下的瓦斯爆炸压力变化情况。结果发现,当瓦斯体积分数大于最佳爆炸体积分数时,煤尘对瓦斯爆炸压力和压力上升速率有抑制作用;当瓦斯体积分数小于最佳爆炸浓度时,煤尘对瓦斯爆炸压力和压力上升速率呈现先促进后抑制的作用。 展开更多

关键词 安全工程 瓦斯爆炸 煤尘云浓度 最大爆炸压力 最大压力上升速率

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煤矿瓦斯煤尘爆炸的动力学特性研究进展 被引量：5

7

作者 司荣军 牛宜辉 +2 位作者 王磊 黄子超 贾泉升 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第1期30-39,共10页

随着煤炭科技的不断发展,瓦斯煤尘爆炸灾害已成为制约煤炭高效智能化开采的重要因素,严重威胁煤矿的安全生产过程。为了明确瓦斯煤尘爆炸的最新研究进展,为煤矿智能化发展提供有力的安全保障,通过文献研究,从3个方面综合论述了近些年国... 随着煤炭科技的不断发展,瓦斯煤尘爆炸灾害已成为制约煤炭高效智能化开采的重要因素,严重威胁煤矿的安全生产过程。为了明确瓦斯煤尘爆炸的最新研究进展,为煤矿智能化发展提供有力的安全保障,通过文献研究,从3个方面综合论述了近些年国内外对瓦斯煤尘爆炸的动力学特性研究现状及发展趋势。一是瓦斯煤尘爆炸火焰生成机理研究。二是瓦斯煤尘爆炸火焰演化规律研究。三是瓦斯煤尘爆炸传播关键表征技术。后续研究过程中,应继续深入开展瓦斯爆炸对沉积煤尘诱导机制的研究工作,分析瓦斯爆炸冲击波的扬尘机理以及压力波和火焰作用下的煤尘粒子运动并参与反应的过程,探明不同瓦斯爆炸强度条件下的扬尘区域及煤尘参与爆炸的范围,并建立高精度瓦斯煤尘爆炸反演模型,实现瓦斯煤尘爆炸灾害的有效控制。 展开更多

关键词 瓦斯煤尘爆炸 爆炸机理 传播特性 爆炸超压

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煤矿隔抑爆技术研究现状及发展趋势 被引量：14

8

作者 马忠斌 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第2期83-85,共3页

瓦斯煤尘爆炸事故是煤矿安全生产的重大威胁,隔抑爆技术可以有效预防和控制煤矿瓦斯煤尘爆炸事故,能将已发生的爆炸控制在一定范围内,减少事故损失。分析了目前被动式和主动式隔抑爆技术的原理,阐述了世界上主要产煤国在隔抑爆技术及装... 瓦斯煤尘爆炸事故是煤矿安全生产的重大威胁,隔抑爆技术可以有效预防和控制煤矿瓦斯煤尘爆炸事故,能将已发生的爆炸控制在一定范围内,减少事故损失。分析了目前被动式和主动式隔抑爆技术的原理,阐述了世界上主要产煤国在隔抑爆技术及装备方面的研究现状。在此基础上,指出了该领域未来的发展趋势。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 煤尘爆炸 煤层气利用 隔抑爆技术 主动喷粉抑爆装置

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不同挥发分煤尘层最低着火温度变化规律研究 被引量：7

9

作者 李润之 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期954-957,共4页

针对煤化工等行业的沉积煤尘热自燃问题,运用煤尘层最低着火温度测试系统,研究了不同挥发分煤尘层的着火状态、不同挥发分及不同厚度煤尘层最低着火温度的变化规律。结果表明:煤尘层厚度为5 mm时,挥发分质量分数大于35%的煤尘在较低温... 针对煤化工等行业的沉积煤尘热自燃问题,运用煤尘层最低着火温度测试系统,研究了不同挥发分煤尘层的着火状态、不同挥发分及不同厚度煤尘层最低着火温度的变化规律。结果表明:煤尘层厚度为5 mm时,挥发分质量分数大于35%的煤尘在较低温度便出现着火现象,肉眼很容易观察到火星的出现,温度曲线波动剧烈,而对于挥发分质量分数小于15%的煤尘,通过煤尘层内部"温度达到450℃"来判断其着火;在灰分质量分数相当的情况下,煤尘层最低着火温度随挥发分增加呈严格递减的趋势变化;得到了煤尘层厚度和最低着火温度的函数关系式,通过试验得到了挥发分质量分数为37.45%煤尘的重要常数M和N。 展开更多

关键词 安全工程 挥发分 煤尘层 着火温度 热自燃 爆炸特性

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柴油加氢反应器爆破超压变化规律的试验模拟研究 被引量：1

10

作者 薛少谦 李润之 +1 位作者 刘鹏刚 张豪 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2018年第4期165-168,共4页

火灾爆炸是石油化工生产中的重大灾害之一。分析了柴油加氢反应器的工艺流程和爆炸危险性,认为柴油加氢反应器在特定的条件下有发生物理爆炸的危险,并在此基础上对不同尺寸的柴油加氢反应器模型,在特定爆破压力下,距爆破中心不同距离内... 火灾爆炸是石油化工生产中的重大灾害之一。分析了柴油加氢反应器的工艺流程和爆炸危险性,认为柴油加氢反应器在特定的条件下有发生物理爆炸的危险,并在此基础上对不同尺寸的柴油加氢反应器模型,在特定爆破压力下,距爆破中心不同距离内爆破超压的变化规律进行了试验模拟研究。结果表明:爆破超压随时间呈"人"字形规律变化,超压呈现时间短且衰减快;ф600mm×1 000mm尺寸的柴油加氢反应器模型在距爆破中心2.2m位置处,爆破超压仍有0.087 MPa,可对人体和设备造成巨大的伤害和破坏,说明柴油加氢反应器尺寸越大,爆破超压越大,破坏力越强。该研究结果可为柴油加氢反应器物理爆炸事故的预防和控制提供理论基础。 展开更多

关键词 柴油加氢反应器 爆破超压 爆炸危险性 试验模拟

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褐煤提水工艺干燥系统爆炸防控技术研究

11

作者 朱丕凯 《工程爆破》 2025年第4期143-151,180,共10页

为提高火电厂褐煤利用率,对褐煤提水工艺干燥系统进行爆炸危险性分析并根据实验数据提出了安全对策措施。对其工艺流程中各个子系统进行分析,得出干燥系统、除尘系统易发生煤尘爆炸,成品煤储存系统存在爆炸危险性。提取煤样进行爆炸特... 为提高火电厂褐煤利用率,对褐煤提水工艺干燥系统进行爆炸危险性分析并根据实验数据提出了安全对策措施。对其工艺流程中各个子系统进行分析,得出干燥系统、除尘系统易发生煤尘爆炸,成品煤储存系统存在爆炸危险性。提取煤样进行爆炸特性实验,分别对煤尘云爆炸下限浓度、煤尘云最大爆炸压力及最大压力上升速率、煤尘云最低着火温度、煤尘云最小着火能量、煤尘层最低着火温度、煤尘爆炸极限氧含量等9个关键特性参数进行实验测试分析,测试得出了相关煤尘爆炸特性参数;根据实验数据提出了相应防爆抑爆安全对策措施,确保了褐煤提水工艺干燥系统在电厂中的安全高效利用。 展开更多

关键词 褐煤 提水干燥 煤尘爆炸 爆炸特性 对策措施

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低温环境下甲烷爆炸流场特性模拟 被引量：4

12

作者 李润之 司荣军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期901-906,共6页

在低浓度煤层气含氧液化工艺过程中,甲烷浓度会处于爆炸极限范围内,存在爆炸危险。采用流场模拟平台,对密闭容器内低温环境条件下的甲烷爆炸过程进行了数值模拟。通过研究得出:在反应体系体积及初始环境压力不变的情况下,环境温度越低,... 在低浓度煤层气含氧液化工艺过程中,甲烷浓度会处于爆炸极限范围内,存在爆炸危险。采用流场模拟平台,对密闭容器内低温环境条件下的甲烷爆炸过程进行了数值模拟。通过研究得出:在反应体系体积及初始环境压力不变的情况下,环境温度越低,最大爆炸压力越大,到达最大爆炸压力所需时间越长;爆炸流场以化学反应区为阵面分别建立正负流动区,并不断向壁面推进,火焰传播过程受化学反应区正反馈机制的影响,在密闭容器内出现点火、加速传播、衰减传播和猝灭4个阶段;随着环境温度的降低,火焰传播速度明显降低,火焰持续时间延长。该结论可为认清低温条件下的甲烷爆炸机理及预防低浓度煤层气含氧液化工艺爆炸事故提供依据。 展开更多

关键词 爆炸力学 反应速率 火焰传播 甲烷爆炸 流场 爆炸压力

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抑爆粉剂浓度及粒度对瓦斯爆炸抑制效果的影响 被引量：21

13

作者 黄子超 司荣军 薛少谦 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期89-94,共6页

抑爆粉剂的参数指标是影响隔抑爆装置抑制瓦斯爆炸效果的重要因素之一。通过20 L球形爆炸特性实验装置对多种不同抑爆粉剂浓度及粒度条件下的瓦斯爆炸特性参数进行了测试。研究表明:随着抑爆剂浓度的逐渐增加,瓦斯爆炸最大压力降低,最... 抑爆粉剂的参数指标是影响隔抑爆装置抑制瓦斯爆炸效果的重要因素之一。通过20 L球形爆炸特性实验装置对多种不同抑爆粉剂浓度及粒度条件下的瓦斯爆炸特性参数进行了测试。研究表明:随着抑爆剂浓度的逐渐增加,瓦斯爆炸最大压力降低,最大压力上升速率降低,压力到达峰值时间延迟;在20 L密闭环境,粉剂粒度<15μm的条件下,当抑爆粉剂浓度增加到225 g/m^3时,瓦斯混合气体被完全惰化,失去爆炸性;在15~80μm抑爆粉剂粒度范围内,随着粒度的减小,抑爆性能先减弱后增强,在抑爆粉剂浓度为200 g/m^3时,15μm与70~80μm粉剂粒度最大爆炸压力分别下降了19.8%,17.8%,而40~50μm粒度爆炸压力下降了6.4%。 展开更多

关键词 抑爆剂 浓度 粒度 瓦斯爆炸 压力上升速率 延时时间

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低浓度含氧瓦斯爆炸动力特性及防控关键技术 被引量：15

14

作者 司荣军 李润之 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期17-36,共20页

低浓度含氧瓦斯(体积分数<30%)存在燃爆风险,不能直接进行输送和利用,不仅造成资源浪费,也严重污染环境。从文献研究的角度,综合论述了近年来我国低浓度含氧瓦斯爆炸防控技术及装备的发展现状及趋势,主要内容包括:①实际工况低浓度... 低浓度含氧瓦斯(体积分数<30%)存在燃爆风险,不能直接进行输送和利用,不仅造成资源浪费,也严重污染环境。从文献研究的角度,综合论述了近年来我国低浓度含氧瓦斯爆炸防控技术及装备的发展现状及趋势,主要内容包括:①实际工况低浓度含氧瓦斯爆炸精准辨识技术:研发了特殊环境20 L爆炸特性测试系统及超低温环境爆炸特性测试系统等试验装置,建立了测试技术及方法,解决了特殊环境瓦斯爆炸特性难以定量测试的难题;研究了环境温度、压力、湿度、点火能量等单一因素及多因素耦合条件下的瓦斯爆炸特性,填补了超低温、环境湿度、多因素耦合等条件下瓦斯爆炸特性研究的空白,实现了实际工况低浓度含氧瓦斯爆炸的精准辨识。②工程尺度管道内瓦斯爆炸传播关键表征技术:构建了工程尺度系列爆炸管网试验系统,实现了真实场景低浓度瓦斯爆炸灾害效应的模拟与试验;进行了不同浓度、点火能量及输送管径组合条件下的瓦斯爆炸传播试验,得出压力峰值、火焰速度与传播距离呈"正反馈机制"的传播规律,为爆炸防控装备研发和安装设计奠定了基础。③低浓度含氧瓦斯快速可靠爆炸防控系列装备:开发了清洁式气体抑爆装置、快速响应的主动喷粉抑爆装置、双重阻火泄爆装置、阻火装置等系列爆炸防控技术装备;创立了以阻火、泄爆、抑爆、阻爆为核心的多级防护安全输送技术体系。后续研究过程中,应继续深入开展复杂多因素耦合条件下瓦斯爆炸特性研究工作;在大直径管道瓦斯爆炸传播规律研究的基础上,通过技术创新提升爆炸防控装备的整体性能,简化安装程序及方法,提高适用性;研究各类爆炸防控装备的联动技术及集中控制技术,提升装备的智能化水平。 展开更多

关键词 低浓度瓦斯 爆炸极限 传播规律 爆炸防控 主动抑爆 阻爆 泄爆

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瓦斯煤尘共存条件下的煤尘云爆炸下限 被引量：23

15

作者 李润之 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期913-917,共5页

近年来瓦斯煤尘共存条件下的爆炸事故呈多发趋势。运用20L爆炸特性测试系统,对瓦斯煤尘共存复合体系的爆炸特性进行实验研究,得到了瓦斯在不同点火能量、静止及湍流状态下的爆炸下限,以及不同条件下煤尘的爆炸下限。结果表明:随着瓦斯... 近年来瓦斯煤尘共存条件下的爆炸事故呈多发趋势。运用20L爆炸特性测试系统,对瓦斯煤尘共存复合体系的爆炸特性进行实验研究,得到了瓦斯在不同点火能量、静止及湍流状态下的爆炸下限,以及不同条件下煤尘的爆炸下限。结果表明:随着瓦斯浓度的增加,煤尘的爆炸下限呈指数衰减;瓦斯浓度存在某临界点,高于此临界点,复合体系爆炸过程中瓦斯起主导作用,表现为"强瓦斯"性,反之,煤尘起主导作用,表现为"强煤尘"性。研究结论为有效预防煤矿井下瓦斯煤尘共存爆炸事故提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 煤尘爆炸 瓦斯煤尘共存 爆炸下限

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