基于管道异常特征的瓦斯爆炸传播特性研究

发布时间：2017-12-21 05:06

  本文关键词：基于管道异常特征的瓦斯爆炸传播特性研究　出处：《中国矿业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：瓦斯爆炸事故是我国煤矿面临灾害的主要形式之一,异常结构处的瓦斯爆炸会造成更大的破坏,诱发次生灾害。因此掌握异常结构处瓦斯爆炸传播规律对制定预防、控制及减灾措施具有重要的指导意义。本文以中国矿业大学自行研制的水平管道式气体爆炸装置为基础,采用实验和理论分析结合的方法,研究了充填率、拐弯和分岔三种异常结构内瓦斯爆炸传播规律。取得创新结果如下:(1)研究了不同充填率下的瓦斯爆炸,揭示了充填率对瓦斯爆炸传播的影响规律。当充填率较小时,超压峰值随着传播距离的增大呈降低趋势,其轨迹可拟合为一元二次函数△P=ax2+bx+c;随着充填率的增大,超压峰值呈现出先减小后增大趋势,在接近出口处再次下降。最大超压峰值与充填率的关系符合一元二次函数△Pmax=-0.003+0.16β-0.08904β2。火焰传播速度则呈先增大后减小的趋势。最大火焰速度与充填率的关系符合一元二次函数vmax=31.02+428.09β-237.39β2。(2)研究了不同拐弯管道内的瓦斯爆炸,揭示了不同拐弯角度对瓦斯爆炸传播的影响规律。发现锐角拐弯管道中的超压峰值、超压增幅、火焰速度降幅均大于钝角和直角拐弯管道,对巷道破坏严重。经拟合发现,拐弯管道中超压峰值和火焰速度分段后均可用指数函数△P=a+be-x/c、v=a+be-x/c拟合,并给出了拟合参数,对于估算管道各处的超压峰值和火焰速度有一定的指导意义。(3)研究了不同分岔管道内的瓦斯爆炸,揭示了一钝一锐分岔、两钝分岔管道中的瓦斯爆炸传播规律。发现一钝一锐型分岔中,钝角分支的压力和火焰速度都高于锐角分支;两直分岔对爆炸波的扰动大于另外两种分岔。经拟合发现,分岔管道内超压峰值变化可分为两段,可用指数函数△P=a+be-x/c、一元二次函数△P=d+d1x+d2x2表示;火焰速度分段后可用指数函数v=a+be-x/c表示,并给出了拟合参数,对于估算管道各处的超压峰值和火焰速度有一定的指导意义。(4)拐弯、分岔与点火源间的距离对爆炸传播特性有较大的影响。随着二者间距离的增加,超压峰值发生突变的位置越来越远,且拐弯、分岔前后的压升也随之增加,但是对其最大超压峰值影响不大;拐弯、分岔后火焰加速度和火焰速度的最大值会随之增加。受限空间内的瓦斯爆炸应作为井下防范的重点。本文对异常结构处瓦斯爆炸的传播规律展开了探索和研究,以期能够对煤矿瓦斯爆炸事故的预防和事故处理工作提供支持。另外相关研究成果发表论文4篇,其中SCI检索1篇,EI检索1篇。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.7

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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2 顾金龙;翟成;;爆炸性气体在连续拐弯管道中传播特性的实验研究[J];火灾科学;2011年01期

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4 翟成;林柏泉;菅从光;李超;;壁面粗糙度对瓦斯爆炸火焰波传播的影响[J];中国矿业大学学报;2006年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 蔺照东;井下巷道瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素研究[D];中北大学;2014年

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本文编号：1314799