煤矿用金属材料撞击摩擦火花安全性的研究

• 作 者: 王玉成
• 发表日期: 2008年01期
• 关键词: 摩擦 摩擦火花安全性 轻合金 点火

存煤矿生产过程中,所用设备、仪器、仪表经常受到外力撞击、摩擦、挤压,而产生高温热痕和高温火花。一定条件下,高温热痕和高温火花能够引起煤矿瓦斯和煤尘爆炸事故。因此摩擦火花是引起煤矿瓦斯爆炸潜在点火源之一。本篇论文利用摩擦学、传热学、材料学、爆炸理论等相关知识,分析和研究产生摩擦的原因、摩擦机理、摩擦产生热的原理、金属材料摩擦过程发生的化学反应、摩擦产生热痕和火花温度场传热的数学模型、煤矿井下瓦斯煤尘的点火原理、影响金属材料摩擦火花温度的因素等,来分析研究金属材料摩擦火花的安全性问题。金属材料撞击摩擦火花引燃瓦斯的过程,实质是一个能量传递的过程。其间经历了五个阶段。这五个阶段是连续的,切断中间任何一个环节,都会终止能量的传播。因此要想解决摩擦火花的安全问题,必须从这五个阶段进行分析和研究。通过实验研究证明冲击高度、冲击角度、冲击物的重量和环境条件对摩擦火花引火情况都有影响。金属材料自身的化学性质是主要影响摩擦火花引火因素之一。特别是含Mg、Sr等元素的合金材料引火率更高。因此煤矿用金属材料必须限制或限量使用化学性质较为活泼的金属。受撞击摩擦表面附着物,给摩擦火花的安全性带来很大的不确定性。煤炭颗粒的存在,对金属材料氧化反应起到催化剂的作用。因此在瓦斯—煤尘共存的环境下,进行研究、检验摩擦火花的安全性是十分必要的。通过理论分析和实验研究,并结合前人研究成果和生产实践经验。提出了预防摩擦火花措施。并对摩擦火花安全性的研究提出自己的见解。