非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波在单向分岔管道内的传播规律研究

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瓦斯爆炸事故是我国煤矿开采中最严重的灾害之一。随着机械化程度的提高和煤炭开采深度的逐渐加深，瓦斯涌出量随之增多，从而会造成瓦斯爆炸事故的概率增加。瓦斯爆炸事故不仅造成财产损失制约国民经济的发展，而且威胁着煤矿井下工人的生命安全。因此，对瓦斯爆炸的研究具有重要的实际应用价值。针对目前这种现状，研究瓦斯爆炸冲击波在单向分岔管道内的传播规律，对于预防和控制冲击波的破坏和伤害作用有重要的意义。
　　本文基于瓦斯爆炸理论，采用试验研究和数值模拟两种研究方法，针对非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波在单向分岔管道内传播衰减规律和经过分岔管道后冲击波的分流情况进行了研究，其成果对预防、控制爆炸冲击波的破坏和伤害，瓦斯爆炸事故救援决策提供理论与技术支持。
　　在前人研究成果的基础上，对瓦斯爆炸冲击波传播特性进行了分析，介绍了瓦斯爆炸的机理、瓦斯爆炸冲击波的传播特性以及主要影响因素。
　　在空间上瓦斯爆炸可以分为瓦斯燃烧区、非瓦斯燃烧区两个区域。本文利用中国矿业大学的瓦斯爆炸实验装置进行80mm*80mm管道瓦斯爆炸试验研究，分别从不同的角度对非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波在单向分岔管道情况下的传播规律进行了分析，得出了非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波在单向分岔情况下的传播规律；发现了非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波超压衰减系数和分流系数在管道不同分岔角度情况下与管道瓦斯填充长度以及管道分岔角度的关系。
　　基于流体动力学基本原理，对分岔管道内瓦斯爆炸传播过程进行适当简化与合理假设，利用数值模拟软件 Fluent计算分析了非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸冲击波在管道单向分岔情况下的超压变化规律，得出了瓦斯爆炸冲击波在管道单向分岔情况下的压力分布云图，并直观地确定了冲击波在管道单向分岔处的压力分布情况。将模拟结果和试验结果进行对比分析，验证了数值模拟结果的可靠性。本论文的研究成果丰富了瓦斯爆炸冲击波传播理论，为瓦斯爆炸事故控制措施的制定以及抢险救灾提供了理论基础。同时可以为井下的巷道布置和减小瓦斯爆炸灾害的损失提供一定的指导作用。

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作者
耿进军;
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作者单位

河南理工大学;

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授予单位河南理工大学;
学科矿业工程
授予学位硕士
导师姓名景国勋;
年度 2014
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TD712.7;
关键词
非瓦斯燃烧区; 瓦斯爆炸; 冲击波; 数值模拟; 单向分岔管道;

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