本文關(guān)鍵詞：井下巷道瓦斯爆炸沖擊波傳播規(guī)律及影響因素研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國大多數(shù)煤礦都含有不同程度的瓦斯量，在煤炭開采中，瓦斯爆炸成為制約煤礦安全的最大隱患之一。新中國成立以來，煤礦安全事故頻繁發(fā)生，特別是瓦斯爆炸災(zāi)害，造成了巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，嚴(yán)重威脅著我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究井下巷道瓦斯爆炸特征和瓦斯爆炸影響因素具有十分重要的意義。 本文以氣體熱爆炸理論和爆炸流體動力學(xué)理論為基礎(chǔ)，分析了瓦斯?jié)舛�、障礙物和管道結(jié)構(gòu)對瓦斯爆炸傳播特征的影響。根據(jù)瓦斯爆炸沖擊波傳播理論分析，本文建立了合適的物理和數(shù)學(xué)模型，運用顯示動力分析軟件LS-DYNA對巷道內(nèi)瓦斯爆炸沖擊波傳播過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)LS-DYNA軟件的功能特點，我們把瓦斯爆炸在巷道內(nèi)的傳播可以看作是流固耦合問題。結(jié)合井下巷道復(fù)雜環(huán)境，本文對簡化的巷道拐彎、巷道分岔、巷道截面積變化和巷道內(nèi)設(shè)置障礙物模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了幾種模型下巷道內(nèi)不同位置處爆炸壓力和爆炸流場變化。 根據(jù)理論分析和數(shù)值模擬，本文得到如下結(jié)論： 巷道內(nèi)設(shè)置障礙物時，障礙物對瓦斯爆炸傳播過程具有明顯的激勵效應(yīng)，在障礙物附近形成瓦斯爆炸高壓區(qū)，在障礙物后方由于阻擋和繞射作用形成了瓦斯爆炸低壓區(qū)，障礙物的存在減緩了瓦斯爆炸衰減速度；巷道內(nèi)有拐彎存在時，瓦斯爆炸傳播到拐彎處，會在拐彎上壁面形成高壓區(qū)，，在下壁面形成低壓區(qū)，拐彎處和拐彎巷道內(nèi)特征點爆炸壓力明顯高于直巷道內(nèi)特征點壓力；巷道內(nèi)分岔對瓦斯爆炸壓力具有明顯的排泄作用，分岔巷道內(nèi)特征點壓力比直巷道內(nèi)特征點壓力有明顯降低；巷道截面積突然擴大加速了爆炸沖擊波速度，降低瓦斯爆炸壓力，巷道截面積突然縮小降低了沖擊波傳播速度，增加瓦斯爆炸壓力。 在本文研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，作者提出了減少瓦斯爆炸傷害的措施和方法，希望能夠?qū)γ旱V安全生產(chǎn)提供一定的理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯爆炸 LS-DYNA 流固耦合 數(shù)值模擬 沖擊波
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD712.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 選題背景和研究意義10-12
• 1.1.1 選題背景10-11
• 1.1.2 研究目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-16
• 2 瓦斯爆炸沖擊波理論分析及其傳播機理16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 瓦斯爆炸的基本理論16-21
• 2.2.1 瓦斯爆炸概念16-17
• 2.2.2 瓦斯爆炸條件及其影響因素17-21
• 2.3 爆炸沖擊波傳播理論21-26
• 2.3.1 爆炸沖擊波基本理論21
• 2.3.2 沖擊波形成過程21-23
• 2.3.3 沖擊波的傳播23-24
• 2.3.4 沖擊波傳播的數(shù)學(xué)方程24-26
• 2.4 障礙物對沖擊波的影響26-28
• 2.5 拐彎和分岔對沖擊波的影響28-30
• 2.6 總結(jié)30-31
• 3 巷道瓦斯爆炸傳播數(shù)值模擬研31-37
• 3.1 引言31
• 3.2 瓦斯爆炸有限元模型的建立31-35
• 3.2.1 幾何模型簡化31-33
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分33
• 3.2.3 材料模型及各單元算法33-35
• 3.2.4 PART 的建立35
• 3.3 邊界條件與初始條件35-36
• 3.4 小結(jié)36-37
• 4 巷道瓦斯爆炸傳播數(shù)值模擬結(jié)果及分析37-56
• 4.1 直巷道內(nèi)瓦斯爆炸傳播的數(shù)值模擬37-42
• 4.1.1 直巷道內(nèi)瓦斯爆炸壓力變化37-39
• 4.1.2 直巷道內(nèi)瓦斯爆炸沖擊波流場變化39-42
• 4.2 障礙物對瓦斯爆炸傳播的影響數(shù)值模擬分析42-45
• 4.3 巷道拐彎對瓦斯爆炸傳播規(guī)律影響數(shù)值模擬分析45-50
• 4.4 巷道分岔對瓦斯爆炸傳播影響數(shù)值分析50-52
• 4.5 巷道截面積變化對瓦斯爆炸傳播數(shù)值模擬52-54
• 4.6 小結(jié)54-56
• 5 煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害治理技術(shù)研究56-59
• 5.1 瓦斯爆炸沖擊波對巷道結(jié)構(gòu)和機械設(shè)備的破壞作用56
• 5.2 巷道結(jié)構(gòu)和設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計中防瓦斯爆炸原則56-57
• 5.3 井下安全硐室的設(shè)計原則57-58
• 5.4 小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 展望與不足60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮長根,陳林順,錢新明;點火位置對獨頭巷道中瓦斯爆炸超壓的影響[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2001年05期

2 高爾新,白春華,薛玉,成志輝,王禮;巷道瓦斯爆炸的計算機模擬研究[J];爆破;2003年S1期

3 楊科之,楊秀敏;坑道內(nèi)化爆沖擊波的傳播規(guī)律[J];爆炸與沖擊;2003年01期

4 趙軍凱;王磊;滑帥;曹旭;;瓦斯?jié)舛葘ν咚贡ㄓ绊懙臄?shù)值模擬研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年04期

5 桂曉宏,林伯泉;火焰速度與超壓關(guān)系[J];淮南工業(yè)學(xué)院學(xué)報;1999年04期

6 蔣勇,邱榕,董剛,張和平,范維澄;CH_4/N_2/O_2預(yù)混氣激波火焰結(jié)構(gòu)數(shù)值預(yù)測[J];火災(zāi)科學(xué);2003年04期

7 程磊;賈智偉;景國勛;段振偉;;一般空氣區(qū)內(nèi)煤塵爆炸沖擊波在彎道內(nèi)傳播規(guī)律研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

8 潘鵬飛;譚迎新;王志青;;條形障礙物對瓦斯爆炸特性影響研究[J];中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2010年05期

9 陳成;胡雙啟;譚迎新;;螺旋形障礙物對瓦斯爆炸影響的研究[J];中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2012年06期

10 林柏泉,周世寧,張仁貴;THE INFLUENCE OF BARRIERS ON FLAME AND EXPLOSION WAVE IN GAS EXPLOSION[J];Journal of Coal Science & Engineering(China);1998年02期

  本文關(guān)鍵詞：井下巷道瓦斯爆炸沖擊波傳播規(guī)律及影響因素研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：419643