為研究獨頭巷道中不同瓦斯源對其爆炸過程的影響,運用數(shù)值仿真技術系統(tǒng)模擬不同瓦斯積聚長度及濃度對其爆炸特性的影響。結果表明:隨著瓦斯積聚長度的增大,最大爆炸壓力和最高爆炸溫度均增大;最強壓力波破壞的區(qū)段由巷道封閉端向開放端轉移。瓦斯?jié)舛仍?%～10%范圍內(nèi),最大爆炸壓力隨濃度的增大而增大;濃度超過10%后,最大爆炸壓力隨濃度的增大而減小;最高爆炸溫度則一直隨濃度在增大;反向稀疏波與正向沖擊波多次相遇疊加而出現(xiàn)多個壓力峰值。 

【文章來源】：煤礦安全. 2020,51(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

獨頭巷道幾何模型示意圖

巷道中最大爆炸壓力隨距離的變化情況如圖2。由圖2可見，當瓦斯?jié)舛纫欢〞r，無論在富氧濃度、最佳體積分數(shù)還是貧氧濃度下，最大爆炸壓力都隨瓦斯積聚長度的增加而增大。積聚長度為10 m和100 m時的最大爆炸壓力值，越接近巷道開放端越小，尤其在貧氧濃度為13%時幾乎趨于穩(wěn)定，且變化過程無波峰出現(xiàn)；積聚長度為300、500、700 m時，3條最大爆炸壓力曲線的變化情況非常相似，尤其在最佳體積分數(shù)10%時近乎重合，都是先緩慢降低而后上升，分別在距巷道封閉端640、660、800 m附近達到峰值，之后迅速下降；出現(xiàn)峰值原因為瓦斯燃燒爆炸初期產(chǎn)生的壓力波沖出巷道口，而后反射產(chǎn)生向掘進工作面?zhèn)鞑サ南∈璨ǎ?種反向波在巷道口附近相遇疊加，增大了燃燒表面積，促進燃燒，使得此處的壓力升高并出現(xiàn)波峰。當積聚長度不變時，總體來說瓦斯?jié)舛仍酱螅畲蟊▔毫Φ姆逯翟酱�。在富氧濃�?%，積聚長度大于300 m時，出現(xiàn)了多個最大爆炸壓力峰值，是由于瓦斯爆炸產(chǎn)生的向巷道口傳播的沖擊波與反向稀疏波多次相遇疊加造成，也因此會對此處的建筑物和人員造成更大傷害。不同瓦斯?jié)舛认�，最大爆炸壓力曲線出現(xiàn)峰值的時間都在接近巷道口處，且最大爆炸壓力增幅都在積聚長度大于等于300 m時顯著增大。不同瓦斯積聚長度下，巷道中爆炸最高溫度隨距離的變化情況如圖3。圖3表明：瓦斯積聚長度越大，高溫持續(xù)的距離越長。在積聚長度為10、100 m時，最高爆炸溫度值變化比較明顯，其他積聚長度時都維持在較高溫度，幾乎不變或變化微�。环e聚長度為10 m時的最高爆炸溫度曲線在距巷道封閉端80 m左右迅速降低，積聚長度為100 m時的最高爆炸溫度曲線分別在距巷道封閉端370 m附近、730 m和580 m附近迅速下降，是由于壁面熱交換、傳播過程中能量的耗散，使得溫度下降。

不同瓦斯積聚長度下，巷道中爆炸最高溫度隨距離的變化情況如圖3。圖3表明：瓦斯積聚長度越大，高溫持續(xù)的距離越長。在積聚長度為10、100 m時，最高爆炸溫度值變化比較明顯，其他積聚長度時都維持在較高溫度，幾乎不變或變化微�。环e聚長度為10 m時的最高爆炸溫度曲線在距巷道封閉端80 m左右迅速降低，積聚長度為100 m時的最高爆炸溫度曲線分別在距巷道封閉端370 m附近、730 m和580 m附近迅速下降，是由于壁面熱交換、傳播過程中能量的耗散，使得溫度下降。總體來看隨瓦斯?jié)舛鹊脑龃�，最高爆炸溫度的峰值依次變大。瓦斯�(jié)舛葹?0%時，距巷道封閉端700 m距離之后，積聚長度為500 m和700 m的溫度曲線還有上升的趨勢，分析可能是未燃的瓦斯在巷道口與外界空氣混合，在高溫下再次引發(fā)燃燒，使得該位置的溫度再次升高。而瓦斯?jié)舛葹?3%時，除積聚長度10 m外，其他積聚長度下溫度曲線出現(xiàn)多次波動，是因為火焰?zhèn)鞑ナ艿奖诿嬗绊�，并且回傳的高溫火焰與向巷道口傳播的火焰相遇疊加。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3088580