在甲烷的收集过程中，若是使用高压空气压裂手段，就会导致井筒处于高温状态，井底到井口的位置甲烷的浓度会不断的增加，部分甲烷同嘎牙空气混合就会引发爆炸极限。
目前在学术上，爆炸极限有3种不同的界定，如下：1.美国材料协会将爆炸极限定义为在实验装置中恰好出现稳定的火焰传播，即为爆炸极限；2.德国工业标准将爆炸极限定义为在点火之后产生的火焰恰好避开了开火、点火电极之间的间隙，以此作为爆炸极限的测定仪，爆炸值的判定是爆炸过程中的最大压力上升值；3.将点火之后的最大压力上升值定为2%。
   二、实验步骤
   实验步骤的阐述主要包括实验装置结构，实验的步骤即实验的方案几个方面，具体如下：
   （一）实验装置
   为了更好的研究温度与压力耦合条件下，甲烷气体的爆炸极限变化规律，下面将采用气相爆炸极限检测仪记性实验测量，实验装置包括：爆炸管体、配气系统、点火系统、温度控制系统、数据系统组成，具体的结构图如下图1所示。

              图1为实验装置结构示意图
   实验装置结构需要注意检查以下几点：
   1.爆炸管的设备前后要用法兰进行密封，确定前端的防爆玻璃材质的探测孔完好，同时管体的长度要控制在1500mm，管体的直径为260mm。同时爆炸管体的外部还必须要有保温加热装置，在管体的内部要放置热电偶，由温度模块来控制温度的升降。
   2.真空泵和配气管直接组成了配齐系统，本实验中使用的气体中甲烷和氧气的氮氧混合气体体积分数为21%，配气的方法采用负压静态手工法配置。
   3.将点火系统、温度控制系统集合在同一个远程控制系统中，爆炸管体后端的点火电极，是由远程控制箱进行控制。
   4.数据采集系统主要是由温度数据电偶采集，再将数据反馈到控制箱；图像数据是由爆炸管前端的摄像机进行记录、采集，爆炸与否主要是通过图像判断。
   （二）实验方法
   实验方法主要是借鉴国内外的爆炸极限的检测方法，在实验中为了获得更加准确、全面的数据，将压力划分为6组（0.1、0.2、0.4、0.6、0.8单位：Mpa）温度数据划分为5组（30、40、60、80、100单位：℃）采取双因素全面实验，对30组数据进行分析。
   （三）实验步骤
   实验步骤主要包括：检查气体的气密性、配置气体、预混静置、点火、记录数据。实验中的负压静态配气法，能够保证爆炸管体的气密性要求，在抽真空的过程中，设备真空度不得低于－0.090Mpa，泄露率不得低于0.001Mpa/min，在此范围内爆炸管体的气密性合格。预混过程中要静置5分钟使得气体能够均匀的混合，需要注意的在混合过程中，要将温度设定在符合要求的范围内，甲烷体积积分数要最接近稳定火焰的传播和不传播时的分数。
   三、高温高压之下甲烷爆炸极限的测定及变化规律
   （一）甲烷爆炸极限的测定
   经过试验之后，得到下表中的数据，能够数据中能够看出，爆炸极限的区域会随着温度的升高和压力的增加不断的扩大，下降也是属于小幅度的下降，基本处于平稳趋势。从数据中能够看出，温度为30℃的时候，爆炸下限为5.50%，温度为60℃的时候，爆炸下限为4.50%，实验达到最高工况的时候，温度为100℃，爆炸下限为5.25%。
   同时爆炸上限也会随着温度、压力的变化逐渐升高，在压力为0.1Mpa，温度为30℃的时候，爆炸上限为15.50%，压力为1.0Mpa，温度为100℃的时候，爆炸上限为27.00%，对比能够看出上升了71%，说明温度和压力的升高，会使得混合物的爆炸危险度增加。
表1为不同的温度、压力条件下甲烷的爆炸极限对比表
   （二）爆炸极限的变化规律 
   1.爆炸上限的变化规律
   从上文的分析能够看出，爆炸上限会伴随着温度、压力的变化而变化，从下图中的图2能够看出，在温度为30℃—100℃的大范围的时候，在一定压力条件下，伴随着温度的升高，爆炸上限也会缓慢的升高。从图3可知，在压力为0.1Mpa—1.0Mpa的范围内，温度条件相同之下，随着压力的上升、爆炸上限也呈现出明显的升高趋势。
 


   2.爆炸下限的变化规律
   爆炸下限会伴随着温度的变化而变化，如下图3、图4所示，在压力为0.1Mpa、温度为60℃的时候，最小的爆炸下限为4.5%，实验中随着温度和压力的逐渐升高，爆炸的极限范围也在不断的变宽，压力为1.0Mpa的时候，温度为100℃，爆炸下限为5.25%。
    
            
 
   四、结语
   综上所述，通过实验的相关数据分析能够看出，伴随着温度和压力的逐渐增加，爆炸极限的范围将逐渐变宽，且爆炸的危险度也随之增加；爆炸下限处于贫燃状态的时候，温度在30℃—100℃的范围内，爆炸下限是不会随着温度、压力的变化发生变化；伴随着温度、压力的升高，爆炸上限也在不断的变化，且变化规律误差在5%的范围内，确保了实验数据的准确性。
 
参考文献：
[1]司荣军.温度压力耦合对甲烷爆炸极限影响的试验研究[J].安全与环境学报,2014,(04):32-35.
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[3]姬威威,苏磊,郭子东,谢传欣.温度压力耦合下甲烷爆炸极限变化规律研究[J].消防科学与技术,2017,(03):305-308.