瓦斯爆炸沖擊波在管網(wǎng)內(nèi)傳播特征及災(zāi)變過(guò)程仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-29 17:32
礦井瓦斯爆炸的危害性和破壞性十分嚴(yán)重,為煤礦各種災(zāi)害之首。瓦斯爆炸事故一旦發(fā)生,就會(huì)瞬間產(chǎn)生爆炸沖擊波、高溫氣流、災(zāi)害氣體,從而引起通風(fēng)構(gòu)筑物的破壞、造成礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流紊亂、導(dǎo)致人員窒息死亡?紤]瓦斯爆炸沖擊波傳播過(guò)程中可能會(huì)呈現(xiàn)特殊性和復(fù)雜性,因此,需要及時(shí)、準(zhǔn)確掌握瓦斯爆炸時(shí)期各參數(shù)在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)空變化過(guò)程,為井下避災(zāi)救災(zāi)工作提供技術(shù)支持。本文采用理論分析、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了瓦斯爆炸沖擊波在平直、拐彎、分叉、斷面突變管道以及A型網(wǎng)絡(luò)、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的傳播特征和衰減規(guī)律,并以此為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)了瓦斯爆炸災(zāi)變過(guò)程模擬仿真系統(tǒng),并以我國(guó)某煤礦瓦斯爆炸事故案例為研究對(duì)象,驗(yàn)證仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果。取得的主要研究成果如下:(1)建立了爆炸沖擊波傳播的基本關(guān)系式,分析了多爆源沖擊波之間的相互影響關(guān)系;谕咚贡ㄆ矫婺P,得出瓦斯爆炸沖擊波在直巷中發(fā)生衰減后的超壓、氣流速度、傳播速度與傳播距離之間的關(guān)系。(2)搭建不同的瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開(kāi)展了瓦斯量分別為0.23m3、0.28m3、0.31m3的瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)研究,得出直巷中修正后的瓦斯爆炸沖擊波超壓的衰減計(jì)算式;發(fā)現(xiàn)在拐彎或分叉...
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:158 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?2001-2016年全國(guó)煤礦較大及以上瓦斯爆炸事故起數(shù)和死亡人數(shù)??
??從圖1-?1可看出,在2001至2016年這16年期間,瓦斯爆炸事故最高發(fā)生??141起(2002年),而死亡人數(shù)最高一年死亡1240人(2005年),然后逐年呈現(xiàn)??下降趨勢(shì)。主要原因歸結(jié)于1999年以來(lái)關(guān)閉了大批非法和不具備生產(chǎn)條件的小煤??礦、淘汰了一批落后產(chǎn)能的煤礦和國(guó)家在全行業(yè)逐步完善并落實(shí)煤礦安全監(jiān)察機(jī)??制。但是瓦斯爆炸事故絕對(duì)數(shù)量仍很大,而且重大惡性事故還時(shí)有發(fā)生。統(tǒng)計(jì)表??明,在2001年至2016年所發(fā)生的944起瓦斯爆炸事故中,一次死亡30人以上的??特別重大瓦斯爆炸事故42起(其中死亡百人以上的瓦斯爆炸事故有7起),死亡??人數(shù)2402人,分別占總起數(shù)的4.45%,占死亡人數(shù)的27.35%,如圖1-2所示,由??此可見(jiàn),盡管特別重大瓦斯爆炸事故起數(shù)所占比例不大,但是死亡人數(shù)所占比例??較高。因此,我國(guó)煤礦迫切需要控制較大瓦斯爆炸事故的發(fā)生,尤其要避免重大??和特別重大瓦斯爆炸事故的發(fā)生。??較大事故?特麵大事故?故??77.33%?27?35°/?39.06%??_?A??t■。審大事故重大事故?重大事故??4.45%?18.22%?33.58%??(a)事故起數(shù)?(b)死亡人數(shù)??圖1-2煤礦瓦斯爆炸事故等級(jí)分布??Fig.?1-2?Grade?distribution?of?gas?explosion?accidents?in?coal?mines??盡管我國(guó)各級(jí)人民政府、各級(jí)煤炭主管部門、煤礦企業(yè)出臺(tái)和采取了一系列??防止煤礦瓦斯爆炸事故發(fā)生的方針政策和措施。煤礦的安全形勢(shì)得到了很大的改??觀。但是
??道系統(tǒng)如圖3-2所示。??r==l動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)??點(diǎn)火系統(tǒng)?'^=-1采集系統(tǒng)??壓力數(shù)據(jù)??1火焰數(shù)據(jù)??采集器?采集器??真空表?傳感器?傳感器??rn ̄?I?I?I?I?I?I?I?I?1?I?I???■?A:?CH4+空氣??B:空氣?:??循環(huán)栗瓦斯辦管道??rP^O?i.T—????A??叫?甲??m——ZTST?烷??真空泵??1L?J_L????空壓機(jī)??圖3-1瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)裝置??Fig.3-1?Gas?explosion?experimental?equipment??圖3-2瓦斯爆炸管道系統(tǒng)??Fig.?3-2?Gas?explosion?pipeline?system??在爆炸管道上根據(jù)需要布置一定數(shù)量的孔口,在孔口位置安裝一定數(shù)量得壓??-34-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]惰性氣體N2/CO2抑制瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張迎新,吳強(qiáng),劉傳海,江丙友,張保勇. 爆炸與沖擊. 2017(05)
[2]基于OpenGL的三維皮影動(dòng)畫仿真與實(shí)現(xiàn)[J]. 王迪,栗菲旋,高偉. 軟件導(dǎo)刊. 2017(08)
[3]轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)對(duì)其前方直巷內(nèi)氣體爆炸沖擊波的影響(英文)[J]. 龐磊,劉海營(yíng),夏登友,呂鵬飛. 高壓物理學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]激波誘導(dǎo)瓦斯爆炸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型[J]. 梁運(yùn)濤,王連聰,羅海珠,馮文彬. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]煤與瓦斯突出礦井通風(fēng)系統(tǒng)災(zāi)害演變仿真研究[J]. 李宗翔,王天明,王雙勇,王雅迪. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]雙火源對(duì)隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速影響的數(shù)值研究[J]. 余明高,蘇冠鋒,陳靜. 火災(zāi)科學(xué). 2017(01)
[7]管道瓦斯爆炸流場(chǎng)及其影響因素?cái)?shù)值模擬研究[J]. 祝釗. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]封閉空間內(nèi)瓦斯?jié)舛葘?duì)瓦斯爆炸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的影響[J]. 李祥春,聶百勝,楊春麗,陳金偉. 高壓物理學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]FLACS在受限空間可燃?xì)怏w爆炸傳播研究中的應(yīng)用[J]. 徐景德,李暉,郝旭. 華北科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]毒氣泄漏擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)的參數(shù)不確定性分析[J]. 吳雅菊,田宏,佀慶民,王若菌. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(04)
博士論文
[1]煤礦熱動(dòng)力災(zāi)害控制機(jī)理及遠(yuǎn)程應(yīng)急救援系統(tǒng)研究[D]. 王凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]瓦斯突出沖擊氣流傳播及誘導(dǎo)礦井風(fēng)流災(zāi)變規(guī)律研究[D]. 周愛(ài)桃.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012
[3]瓦斯爆炸對(duì)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力效應(yīng)研究[D]. 楊應(yīng)迪.安徽理工大學(xué) 2011
[4]受限空間煤塵爆炸沖擊波傳播衰減規(guī)律研究[D]. 程磊.河南理工大學(xué) 2011
[5]瓦斯(煤塵)爆炸物證特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉貞堂.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[6]受限空間氣體爆炸傳播及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究[D]. 王志榮.南京工業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]火焰在激波誘導(dǎo)下穩(wěn)定性問(wèn)題的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 靳建明.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3007293
【文章來(lái)源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:158 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?2001-2016年全國(guó)煤礦較大及以上瓦斯爆炸事故起數(shù)和死亡人數(shù)??
??從圖1-?1可看出,在2001至2016年這16年期間,瓦斯爆炸事故最高發(fā)生??141起(2002年),而死亡人數(shù)最高一年死亡1240人(2005年),然后逐年呈現(xiàn)??下降趨勢(shì)。主要原因歸結(jié)于1999年以來(lái)關(guān)閉了大批非法和不具備生產(chǎn)條件的小煤??礦、淘汰了一批落后產(chǎn)能的煤礦和國(guó)家在全行業(yè)逐步完善并落實(shí)煤礦安全監(jiān)察機(jī)??制。但是瓦斯爆炸事故絕對(duì)數(shù)量仍很大,而且重大惡性事故還時(shí)有發(fā)生。統(tǒng)計(jì)表??明,在2001年至2016年所發(fā)生的944起瓦斯爆炸事故中,一次死亡30人以上的??特別重大瓦斯爆炸事故42起(其中死亡百人以上的瓦斯爆炸事故有7起),死亡??人數(shù)2402人,分別占總起數(shù)的4.45%,占死亡人數(shù)的27.35%,如圖1-2所示,由??此可見(jiàn),盡管特別重大瓦斯爆炸事故起數(shù)所占比例不大,但是死亡人數(shù)所占比例??較高。因此,我國(guó)煤礦迫切需要控制較大瓦斯爆炸事故的發(fā)生,尤其要避免重大??和特別重大瓦斯爆炸事故的發(fā)生。??較大事故?特麵大事故?故??77.33%?27?35°/?39.06%??_?A??t■。審大事故重大事故?重大事故??4.45%?18.22%?33.58%??(a)事故起數(shù)?(b)死亡人數(shù)??圖1-2煤礦瓦斯爆炸事故等級(jí)分布??Fig.?1-2?Grade?distribution?of?gas?explosion?accidents?in?coal?mines??盡管我國(guó)各級(jí)人民政府、各級(jí)煤炭主管部門、煤礦企業(yè)出臺(tái)和采取了一系列??防止煤礦瓦斯爆炸事故發(fā)生的方針政策和措施。煤礦的安全形勢(shì)得到了很大的改??觀。但是
??道系統(tǒng)如圖3-2所示。??r==l動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)??點(diǎn)火系統(tǒng)?'^=-1采集系統(tǒng)??壓力數(shù)據(jù)??1火焰數(shù)據(jù)??采集器?采集器??真空表?傳感器?傳感器??rn ̄?I?I?I?I?I?I?I?I?1?I?I???■?A:?CH4+空氣??B:空氣?:??循環(huán)栗瓦斯辦管道??rP^O?i.T—????A??叫?甲??m——ZTST?烷??真空泵??1L?J_L????空壓機(jī)??圖3-1瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)裝置??Fig.3-1?Gas?explosion?experimental?equipment??圖3-2瓦斯爆炸管道系統(tǒng)??Fig.?3-2?Gas?explosion?pipeline?system??在爆炸管道上根據(jù)需要布置一定數(shù)量的孔口,在孔口位置安裝一定數(shù)量得壓??-34-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]惰性氣體N2/CO2抑制瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張迎新,吳強(qiáng),劉傳海,江丙友,張保勇. 爆炸與沖擊. 2017(05)
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[3]轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)對(duì)其前方直巷內(nèi)氣體爆炸沖擊波的影響(英文)[J]. 龐磊,劉海營(yíng),夏登友,呂鵬飛. 高壓物理學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]激波誘導(dǎo)瓦斯爆炸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型[J]. 梁運(yùn)濤,王連聰,羅海珠,馮文彬. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]煤與瓦斯突出礦井通風(fēng)系統(tǒng)災(zāi)害演變仿真研究[J]. 李宗翔,王天明,王雙勇,王雅迪. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]雙火源對(duì)隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速影響的數(shù)值研究[J]. 余明高,蘇冠鋒,陳靜. 火災(zāi)科學(xué). 2017(01)
[7]管道瓦斯爆炸流場(chǎng)及其影響因素?cái)?shù)值模擬研究[J]. 祝釗. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]封閉空間內(nèi)瓦斯?jié)舛葘?duì)瓦斯爆炸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的影響[J]. 李祥春,聶百勝,楊春麗,陳金偉. 高壓物理學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]FLACS在受限空間可燃?xì)怏w爆炸傳播研究中的應(yīng)用[J]. 徐景德,李暉,郝旭. 華北科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]毒氣泄漏擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)的參數(shù)不確定性分析[J]. 吳雅菊,田宏,佀慶民,王若菌. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(04)
博士論文
[1]煤礦熱動(dòng)力災(zāi)害控制機(jī)理及遠(yuǎn)程應(yīng)急救援系統(tǒng)研究[D]. 王凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]瓦斯突出沖擊氣流傳播及誘導(dǎo)礦井風(fēng)流災(zāi)變規(guī)律研究[D]. 周愛(ài)桃.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012
[3]瓦斯爆炸對(duì)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力效應(yīng)研究[D]. 楊應(yīng)迪.安徽理工大學(xué) 2011
[4]受限空間煤塵爆炸沖擊波傳播衰減規(guī)律研究[D]. 程磊.河南理工大學(xué) 2011
[5]瓦斯(煤塵)爆炸物證特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉貞堂.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[6]受限空間氣體爆炸傳播及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究[D]. 王志榮.南京工業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]火焰在激波誘導(dǎo)下穩(wěn)定性問(wèn)題的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 靳建明.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3007293
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