賈寶山，李春苗*，胡如霞，金　珂，李守國(guó)，李宗翔

(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，阜新,123000；2.礦山熱動(dòng)力災(zāi)害與防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，阜新,123000；3.煤科集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司煤礦安全技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng),113112)

C2H6/CO2組分構(gòu)成對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響規(guī)律研究

賈寶山1,2，李春苗1,2*，胡如霞1,2，金珂1,2，李守國(guó)1,3，李宗翔1,2

(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，阜新,123000；2.礦山熱動(dòng)力災(zāi)害與防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，阜新,123000；3.煤科集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司煤礦安全技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng),113112)

摘要：為進(jìn)一步研究多種不同性質(zhì)的氣體對(duì)瓦斯著火過(guò)程的影響，采用CHEMKIN-PRO Release軟件，選擇CH4燃燒化學(xué)反應(yīng)機(jī)理USC Mech 2.0模型對(duì)不同組分構(gòu)成的C2H6/CO2與甲烷混合氣體進(jìn)行數(shù)值模擬，然后分析不同組分下瓦斯著火延遲時(shí)間的變化趨勢(shì)，并利用SENKIN程序?qū)ζ溥M(jìn)行敏感性分析。計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)C2H6百分比小于CO2百分比時(shí)，隨著CO2百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間略有增加，且其在T=1200 K下延長(zhǎng)了17.0%，在T=2200 K下延長(zhǎng)了8.4%，同時(shí)抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)下降幅度略大，其協(xié)同抑制瓦斯爆炸；當(dāng)C2H6百分比大于CO2百分比時(shí)，隨著C2H6百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間大幅縮短，且其在T=1200 K下縮短了63.7%，在T=2200 K下縮短了35.5%，同時(shí)促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)下降幅度大，其協(xié)同促進(jìn)瓦斯爆炸。

關(guān)鍵詞：C2H6/CO2組分構(gòu)成；著火延遲時(shí)間；關(guān)鍵反應(yīng)步；敏感性系數(shù)；數(shù)值模擬

0引言

一般來(lái)說(shuō)，煤礦井下所含瓦斯均以CH4為主，但某些煤層中還含有C2H6、C2H4等烴類氣體及CO2、H2、H2S等其他氣體。其中C2H6作為甲烷同系物屬于可燃可爆氣體，與CH4混合后更易發(fā)生爆炸，對(duì)瓦斯爆炸具有促進(jìn)作用[1]；CO2作為惰性氣體屬于成煤過(guò)程中的主要產(chǎn)物，由于不參與氧化燃燒，可稀釋瓦斯?jié)舛?，?duì)瓦斯爆炸具有抑制作用[2,3]。礦井瓦斯成分復(fù)雜，C2H6與CO2作為除CH4外含量最高的烴類和惰性氣體，對(duì)瓦斯著火特性會(huì)產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)它們屬于煤自燃?xì)怏w，當(dāng)煤層發(fā)生自燃時(shí)，氣體組分會(huì)相應(yīng)改變，且人類呼吸也會(huì)產(chǎn)生CO2，即C2H6與CO2的組分構(gòu)成會(huì)因環(huán)境的改變而發(fā)生變化，因此協(xié)同分析C2H6與CO2不同組分構(gòu)成對(duì)瓦斯著火特性的影響，對(duì)進(jìn)一步研究多種氣體成分對(duì)瓦斯爆炸的作用機(jī)理具有極大的實(shí)際貢獻(xiàn)作用，從而為研究防止瓦斯爆炸提供有效的理論依據(jù)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者關(guān)于多種氣體成分對(duì)瓦斯爆炸的作用機(jī)理研究鮮為少見(jiàn)，如谷等[4]利用自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置研究了不同體積超細(xì)水霧對(duì)瓦斯爆炸的抑制規(guī)律；尉等[5]利用自制的水平管道式氣體爆炸試驗(yàn)裝置研究了障礙物數(shù)量對(duì)瓦斯爆炸的影響；張等[6]利用長(zhǎng)度為18 m、斷面為200 mm×200 mm的自制方形爆炸試驗(yàn)管道，分別研究了三種條件下(無(wú)障礙物、Al2O3泡沫陶瓷及SiC泡沫陶瓷)瓦斯爆炸的火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律；賈等[7]通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型模擬研究了受限空間中CO和H2O對(duì)瓦斯爆炸的阻尼效應(yīng)，得出水蒸汽的阻尼效果更好一些；Norman等[8]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了乙烷和丙烷在高溫高壓下的瓦斯爆炸極限?，F(xiàn)選取經(jīng)由大量的可靠基礎(chǔ)燃燒數(shù)據(jù)驗(yàn)證的USC Mech 2.0模型(包括111種組分和784個(gè)反應(yīng)步)對(duì)C2H6/CO2瓦斯混合氣體進(jìn)行數(shù)值模擬分析，通過(guò)改變兩種氣體的組分構(gòu)成來(lái)分析其對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響,同時(shí)采用美國(guó)Lawrence Liver實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的甲烷燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)詳細(xì)機(jī)理(包括53種組分，325個(gè)反應(yīng))，利用SENKIN程序包中的敏感性分析程序塊對(duì)不同組分構(gòu)成的C2H6/CO2瓦斯混合氣體進(jìn)行敏感性分析，從而進(jìn)一步研究甲烷混合氣體著火的機(jī)理。

1數(shù)值計(jì)算原理及控制方程

1.1數(shù)值計(jì)算模型及原理

本文應(yīng)用升級(jí)版CHEMKIN-PRO Release軟件，選擇研究范圍更為廣泛的USC Mech 2.0動(dòng)力學(xué)模型，并結(jié)合氣相反應(yīng)機(jī)理及熱力學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬[9]，計(jì)算出各個(gè)工況的瓦斯著火延遲時(shí)間特性。

著火延遲時(shí)間是燃燒反應(yīng)的誘導(dǎo)期[10]，可通過(guò)定容燃燒彈模型測(cè)量。模型如圖1，模擬原理為定容彈模型反應(yīng)原理[11]。

圖1　定容燃燒彈模型Fig.1　Constant volume molotov cocktails model

1.2控制方程

計(jì)算瓦斯著火延遲時(shí)間的控制方程為：

組分方程:

(1)

能量方程:

(2)

2模擬結(jié)果與分析

礦井瓦斯主要成分是CH4，故可將瓦斯爆炸看作是甲烷在外界熱源激發(fā)作用下與O2發(fā)生的激烈的氧化反應(yīng)過(guò)程，公式如下：

(3)

2.1C2H6/CO2組分構(gòu)成對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響

由于影響瓦斯爆炸的因素很多，為更好地研究氣體組分構(gòu)成對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響，模型中的條件設(shè)置除改變氣體組分構(gòu)成外，其他初始條件均設(shè)為固定值。煤礦井下一般為負(fù)壓，故選取初始?jí)毫?.8 atm。在甲烷爆炸極限范圍內(nèi)(5%～16%)[12]，選取不同組分構(gòu)成的C2H6、CO2混合氣體，為使可燃性氣體與O2恰好充分反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式選擇當(dāng)量比為化學(xué)計(jì)量比1，然后將O2與N2按照1/3.76的比例進(jìn)行濃度分配，八種不同工況參數(shù)如表1所示。

圖2給出了當(dāng)量比為1，壓力為0.8 atm時(shí)八種工況下的C2H6及CO2對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響。先對(duì)前四種工況(CO2百分比大于C2H6百分比)進(jìn)行分析。從圖2中可以看出：當(dāng)C2H6百分比為0，CO2百分比為4.50%時(shí)(工況1)，瓦斯著火延遲時(shí)間由53.7 ms縮短至2.89×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為0.09%，CO2百分比為4.50%時(shí)(工況2)，瓦斯著火延遲時(shí)間由45.9ms縮短至2.63×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為0.09%，CO2百分比為8.55%時(shí)(工況3)，瓦斯著火延遲時(shí)間由49.7 ms縮短至2.74×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為0.09%，CO2百分比為12.30%時(shí)(工況4)，瓦斯著火延遲時(shí)間由53.7 ms縮短至2.85×10-2ms。在高溫條件下不同氣體組分構(gòu)成對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響不明顯，可能是因?yàn)楦邷乇旧碛写龠M(jìn)瓦斯爆炸的作用，所以著火延遲時(shí)間得到大幅度縮短，各工況下的數(shù)值差距很小，但隨著初始溫度的降低，四條曲線普遍呈現(xiàn)出瓦斯著火延遲時(shí)間逐漸延長(zhǎng)的趨勢(shì)，且越來(lái)越明顯然后趨于平穩(wěn)。

圖2　八種工況下C2H6及CO2對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響(P=0.8 atm,φ=1)Fig.2　Effect of C2H6 & CO2 on ignition delay time of methane under eight working conditions(P=0.8 atm,φ=1)

在相同的初始溫度下，工況1的瓦斯著火延遲時(shí)間最長(zhǎng)，主要是因?yàn)镃O2對(duì)瓦斯爆炸有抑制作用；工況2的瓦斯著火延遲時(shí)間相比工況1明顯縮短，主要原因是C2H6是可燃可爆氣體，能發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)并產(chǎn)生大量的熱，加入瓦斯混合氣體中會(huì)促進(jìn)瓦斯爆炸，這點(diǎn)可以在羅等[13]關(guān)于H2、C2H4及C2H6促進(jìn)瓦斯爆炸試驗(yàn)研究文獻(xiàn)中得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在C2H6百分比為定值0.09%時(shí)，比較工況2、工況3和工況4的曲線，可發(fā)現(xiàn)隨著CO2百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間延長(zhǎng)，且其在最低溫度下延長(zhǎng)了7.8 ms，即延長(zhǎng)了17.0%，在最高溫度下延長(zhǎng)了2.2×10-3ms，即延長(zhǎng)了8.4%?？梢缘贸?，在C2H6百分比小于CO2百分比時(shí)，隨著CO2百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間得到延長(zhǎng)，表現(xiàn)為協(xié)同抑制瓦斯爆炸，但是效果不明顯。

接著對(duì)后四種工況(CO2百分比小于C2H6百分比)進(jìn)行分析。由圖2顯示，當(dāng)C2H6百分比為0.44%，CO2百分比為0時(shí)(工況5)，瓦斯著火延遲時(shí)間由25.50 ms縮短至1.86×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為0.44%，CO2百分比為0.08%時(shí)(工況6)，瓦斯著火延遲時(shí)間由25.60 ms縮短至1.86×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為0.81%，CO2百分比為0.08%時(shí)(工況7)，瓦斯著火延遲時(shí)間由14.90 ms縮短至1.43×10-2ms；當(dāng)C2H6百分比為1.14%，CO2百分比為0.08%時(shí)(工況8)，瓦斯著火延遲時(shí)間由9.30 ms縮短至1.20×10-2ms。在溫度一定時(shí)，工況5與工況6的瓦斯著火延遲時(shí)間幾乎沒(méi)有變化，主要是因?yàn)槲⒘康腃O2對(duì)瓦斯爆炸的抑制作用極不明顯，這在賈等[14]關(guān)于CO2抑制瓦斯爆炸的試驗(yàn)研究文獻(xiàn)中可以得到數(shù)據(jù)驗(yàn)證。然后比較工況6、工況7、工況8發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初始溫度相同時(shí)，隨著C2H6百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間普遍大幅度縮短，且其在最低溫度下縮短16.3 ms，即縮短了63.7%，在最高溫度下縮短6.6×10-3ms，即縮短了35.5%，主要因?yàn)槲⒘康腃2H6對(duì)瓦斯爆炸可以顯現(xiàn)促進(jìn)作用，縮短燃燒反應(yīng)的誘導(dǎo)期。

整體看來(lái)，四種工況的瓦斯著火延遲時(shí)間隨初始溫度的升高，普遍呈現(xiàn)出逐漸縮短的現(xiàn)象，且幅度越來(lái)越小，在高溫條件下，各工況對(duì)瓦斯著火延遲時(shí)間的影響很不顯著，但隨著初始溫度的降低影響逐漸顯著，說(shuō)明瓦斯著火延遲時(shí)間對(duì)溫度是比較敏感的?？梢缘贸?，當(dāng)C2H6百分比大于CO2百分比時(shí)，隨著C2H6百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間得到縮短，表現(xiàn)為協(xié)同促進(jìn)瓦斯爆炸。

2.2C2H6/CO2組分構(gòu)成對(duì)關(guān)鍵反應(yīng)步的影響

圖3　影響瓦斯著火反應(yīng)的關(guān)鍵反應(yīng)步Fig.3　Key step reaction steps influencing ignition reaction of methane

比較同一工況下各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)隨溫度升高的變化趨勢(shì)。發(fā)現(xiàn)在工況1中：當(dāng)T=1200 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.0003之間；當(dāng)T=1300 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～25之間；當(dāng)T=1600 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～1之間；當(dāng)T=1900 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.15之間；當(dāng)T=2200 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.06之間。由于T=1200 K時(shí)，溫度較低，對(duì)各關(guān)鍵反應(yīng)步提供的能量很小，從而敏感性系數(shù)較小，對(duì)瓦斯氣體著火的影響很小，故需要比較后四種溫度條件下各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)的變化：隨著溫度的升高，促進(jìn)和抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)都有所降低，但后者的降低幅度低于前者，故整體表現(xiàn)為促進(jìn)瓦斯氣體著火。主要因?yàn)殡S著溫度的升高，R38及R52這兩個(gè)鏈分支反應(yīng)步敏感性下降幅度比較小，而R158和R98這兩個(gè)鏈終止反應(yīng)步敏感性系數(shù)下降迅速，從而提高了總反應(yīng)速率，促進(jìn)了CH4的消耗。后三種工況變化趨勢(shì)與工況1大致相同。

比較同一溫度下各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)隨混合氣體百分比增加的變化趨勢(shì)。由于1200 K溫度較低，可不予考慮。分析T=1300 K下的四種工況，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)變化是R158：22.2→14→11.8→10，R53：10.4→8.8→8→6.6，R98：5→5→4.9→4；抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)變化是R155：17.2→11.8→9.9→8.4，R156：14.8→10.2→8.9→7.5，R38：12.8→11→9.8→8.5?？芍S著CO2百分比的增加，促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)會(huì)有所降低，尤其R158和R53下降最為明顯，可能是因?yàn)镃2H6的加入會(huì)使R158逆向反應(yīng)降低正向反應(yīng)的敏感性系數(shù)，同時(shí)使R53 逆向反應(yīng)降低正向反應(yīng)的敏感性系數(shù)；抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)也有所降低，尤其R155 和R156下降最為明顯，從而降低了自由基O及OH的生成。分析后三種工況的降低幅度，R158、R53、R98、R155、R156及R38分別降低了28.5%、25.0%、20.0%、28.8%、26.5%及22.7%，即抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)降低幅度略大于促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)降低幅度，整體表現(xiàn)為抑制瓦斯氣體著火，但效果不明顯。后三種溫度變化趨勢(shì)與T=1300 K大致相同。

圖4　影響瓦斯著火反應(yīng)的關(guān)鍵反應(yīng)步Fig.4　Key step reactions influencing ignition reaction of methane

比較同一工況下各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)隨溫度升高的變化趨勢(shì)。發(fā)現(xiàn)在工況5中：當(dāng)T=1200 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～30之間；當(dāng)T=1300 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～10之間；當(dāng)T=1600 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.4之間；當(dāng)T=1900 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.1之間；當(dāng)T=2200 K時(shí)，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)大致在0～0.04之間。與工況1相似，隨著溫度的升高，整體表現(xiàn)為促進(jìn)瓦斯氣體著火，主要因?yàn)殡S著溫度的升高，R158開(kāi)始逆向反應(yīng)，加快了CH3的生成速率，從而加快R155及R159的反應(yīng)，使得自由基O、H增加促進(jìn)著火，并且鏈分支反應(yīng)步R38敏感性系數(shù)下降幅度較小，從而提高了總反應(yīng)速率，促進(jìn)了CH4的消耗。后三種工況變化趨勢(shì)與工況5大致相同。

比較同一溫度下各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)隨混合氣體百分比增加的變化趨勢(shì)。觀察在T=1300 K下的四種工況，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)變化是R53：7.6→7.4→4.5→2.3，R98：6.8→6.6→4.4→2.3，R158：6.2→6.1→2.2→0.8；抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)變化是R38：9.1→9→5.6→3.5，R119：6.7→6.5→4.5→3.1，R113：5.2→5.2→3.7→2.0。由工況5到工況6的敏感性系數(shù)變化很小，主要因?yàn)榧尤胛⒘緾O2對(duì)整體反應(yīng)的影響比較小，接著分析后三種工況的降低幅度，發(fā)現(xiàn)隨著C2H6百分比的增加，各關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)都有明顯降低，R53、R98、R158、R38、R119及R113分別降低了68.9%、65.2%、86.9%、61.1%、52.3%及61.5%，前者的降低幅度大于后者，尤其是R158敏感性系數(shù)下降最快，主要因?yàn)镃2H6的加入會(huì)抑制R158的正向反應(yīng)；同時(shí)R38及R119的敏感性系數(shù)下降較慢，使得自由基O及OH的生成速率降低較慢，整體表現(xiàn)為促進(jìn)瓦斯氣體著火。后三種溫度變化趨勢(shì)與T=1300 K大致相同。

3結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)瓦斯混合氣體加入不同組分構(gòu)成的C2H6/CO2進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并分析其著火延遲時(shí)間的變化趨勢(shì)及各主要關(guān)鍵反應(yīng)步的敏感性系數(shù)變化，得出如下結(jié)論：

(1)促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步主要有：R10、R53、R98、R158、R287；抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步主要有：R32、R38、R52、R118、R155、R156、R159；

(2)隨初始溫度的升高，八種工況的瓦斯著火延遲時(shí)間普遍呈現(xiàn)出逐漸縮短的現(xiàn)象，縮短了大約3個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)降低幅度相對(duì)較低，表現(xiàn)為促進(jìn)瓦斯爆炸；

(3)當(dāng)C2H6百分比小于CO2百分比時(shí)，隨著CO2百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間在T=1200 K和T=2200 K下分別延長(zhǎng)了17.0%和8.4%；當(dāng)C2H6百分比大于CO2百分比時(shí)，隨著C2H6百分比的增加，瓦斯著火延遲時(shí)間在T=1200 K和T=2200 K下分別縮短了63.7%和35.5%；

(4)在初始溫度一定時(shí)，隨著CO2百分比的增加，抑制CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)降低幅度略大，尤其R155 和R158下降最為明顯,分別降低了28.5%和28.8%；而隨著C2H6百分比的增加，促進(jìn)CH4生成的關(guān)鍵反應(yīng)步敏感性系數(shù)降低幅度比較大，尤其R158下降最快，下降了86.9%；

(5)對(duì)比兩種情況可以得出：當(dāng)C2H6百分比大于CO2百分比時(shí)，其協(xié)同促進(jìn)瓦斯爆炸，而C2H6百分比小于CO2百分比時(shí)，其協(xié)同抑制瓦斯爆炸。

(6)在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯爆炸會(huì)受到地質(zhì)條件及技術(shù)因素的影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合礦井條件作出合理決策，因地制宜，彌補(bǔ)軟件的局限性。

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Influence of C2H6/CO2components on ignition delay time of methane

JIA Baoshan1,2, LI Chunmiao1,2, HU Ruxia1,2, JING Ke1,2, LI Shouguo1,3, LI Zongxiang1,2

(1. College of Safety Science and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000，China;2. Key Laboratory of Mine Thermodynamic Disaster & Control of Ministry of Education, Fuxin 123000，China;3.State Key Laboratory of Coal Mine Safety Technology, Shenyang Research Institute CO. LTD of China Coal Technology and Engineering Group, Shenyang 113112，China)

Abstract:This paper studies the influence of different gas components on the methane burning process. The CHEMKIN—PRO Release software is adopted to conduct numerical simulation on gas mixture consisting of different components of C2H6/CO2 and methane, by using the USC Mech 2.0 dynamic model which describes the chemical reaction mechanism of CH4. The variation tendency of ignition delay time is analyzed under different components. The program of SENKIN is used to analyze the sensitivity. The calculation results show that the ignition delay times of methane gas slightly increase with the increase of the percentage of CO2when the percentage of C2H6 is less than that of CO2. The increase of ignition delay time reaches 17.0% under T=1200 K and 8.4% under T=2200 K. The reduction on sensitivity coefficient of key step reaction on the inhibition of CH4 generated slightly increases. Their synergistic effect inhibits the gas explosion. When the percentage of C2H6 is higher than that of CO2, the ignition delay times of the methane gas are significantly shortened with the increase of the percentage of C2H6. The decrease of the ignition delay times reaches 63.7% under T=1200 K and 35.5% under T=2200 K. The reduction on the sensitivity coefficient of key step reaction on the promotion of CH4 generated increases. Their synergistic effect also promotes the gas explosion.

Keywords:Components of C2H6/CO2;Ignition delay time; Key step reaction; Sensitivity coefficient; Numerical simulation

收稿日期：2016-01-13；修改日期：2016-02-18

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51174109)；國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011ZX05041-003)。

作者簡(jiǎn)介：賈寶山(1972-),男,河北省阜平縣人,教授,博士,博士生導(dǎo)師.主要從事礦山安全方面的教學(xué)與科研工作。 通訊作者：李春苗, E-mail: lichunmiao1223@163.com

文章編號(hào)：1004-5309(2016)-0001-013

DOI:10.3969/j.issn.1004-5309.2016.01.01

中圖分類號(hào)：TD712; X915.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A