本文關(guān)鍵詞：瓦斯爆炸沖擊波衰減規(guī)律及安全距離研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯爆炸是煤礦井下一種及其嚴(yán)重的災(zāi)害,一旦發(fā)生往往造成重大的人員傷亡。爆炸沖擊波首先破壞井下通風(fēng)系統(tǒng),爆炸產(chǎn)生的毒害煙氣緊接著在失控的通風(fēng)系統(tǒng)中擴(kuò)散,造成災(zāi)變區(qū)域的擴(kuò)大。由于缺乏對復(fù)雜巷網(wǎng)中爆炸沖擊波衰減規(guī)律的研究,使得瓦斯爆炸事故救援現(xiàn)場往往無所遵循,難以確定安全的救災(zāi)距離。鑒于此,本文重點(diǎn)對爆炸沖擊波在井下受限巷網(wǎng)中的衰減規(guī)律及安全救災(zāi)距離進(jìn)行了研究,研究結(jié)果有利于瓦斯爆炸事故的防治及救援。瓦斯爆炸沖擊波包括超壓和動壓(沖擊氣流),它們會隨著爆炸在井巷中的傳播而呈現(xiàn)規(guī)律性地衰減。為獲得其衰減規(guī)律,基于量綱分析法和爆炸相似律,綜合考慮瓦斯積聚量、巷道斷面積、巷道粗糙性系數(shù)、距離等影響因素,推導(dǎo)了獨(dú)頭直巷中沖擊波超壓和沖擊氣流速度衰減的相似模型。以大尺寸試驗(yàn)巷道中的瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用數(shù)值軟件MATLAB的多元線性回歸分析和非線性擬合功能,獲得了獨(dú)頭直巷中沖擊波超壓和沖擊氣流速度衰減的數(shù)學(xué)模型。同時(shí),根據(jù)能量相似律,得到一般巷道中爆炸沖擊波超壓和沖擊氣流的衰減模型。瓦斯爆炸超壓的擠壓作用和沖擊氣流的沖撞拋擲作用都會對人體造成傷害。在分析研究了井巷中瓦斯爆炸沖擊波衰減規(guī)律的基礎(chǔ)之上,為獲得現(xiàn)場救援的安全救災(zāi)距離,首先根據(jù)動物實(shí)驗(yàn),確定超壓19.6k Pa和沖擊氣流速度17.1m/s作為衡量人體所能承受的臨界超壓和臨界氣流速度;其次,假設(shè)在爆炸事故中,當(dāng)人體所處位置的超壓值和沖擊氣流速度小于上述臨界值,則認(rèn)為人體免受傷害,即人體處于安全距離范圍;第三,將臨界超壓和臨界氣流速度代入求得的衰減公式中,利用MATLAB的二分法程序解算出一定瓦斯積聚量和巷道條件下防止沖擊波超壓和沖擊氣流致傷的安全距離;最后,根據(jù)計(jì)算獲得的安全距離值,編制不同瓦斯量和巷道粗糙程度下的安全距離表和安全距離諾模圖。在實(shí)際應(yīng)用中,可以通過給定條件下的瓦斯量和巷道條件,快速獲得安全距離值。以皖北煤電集團(tuán)任樓煤礦3?12較大瓦斯爆炸事故和美國萊克·林恩試驗(yàn)礦井的瓦斯爆炸試驗(yàn)為例,分析驗(yàn)證爆炸沖擊波衰減規(guī)律及其破壞特性;以我國煤礦2000年至2014年間發(fā)生的重特大(10人以上)瓦斯爆炸事故以及建國以來的特大瓦斯爆炸事故為基礎(chǔ),統(tǒng)計(jì)分析了重特大瓦斯爆炸事故中瓦斯源、點(diǎn)火源、通風(fēng)系統(tǒng)及爆炸地點(diǎn)的一般性規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯爆炸 沖擊波超壓 沖擊氣流 衰減模型 安全距離
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-25
• 1.1 研究背景及意義17-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3 存在的主要問題22
• 1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容22-23
• 1.5 技術(shù)路線23-25
• 2 瓦斯爆炸沖擊波衰減模型研究25-47
• 2.1 瓦斯爆炸基本概念25-29
• 2.2 沖擊波及形成機(jī)理29-31
• 2.3 沖擊波超壓衰減模型31-44
• 2.4 沖擊氣流速度衰減模型44-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 3 防止爆炸沖擊波致傷的安全距離研究47-57
• 3.1 沖擊波毀傷準(zhǔn)則47-49
• 3.2 爆炸沖擊波作用下的安全距離49-56
• 3.3 爆炸沖擊波對通風(fēng)設(shè)施的毀壞56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 4 瓦斯爆炸事故案例分析57-74
• 4.1 任樓煤礦“3·12”較大瓦斯爆炸事故57-63
• 4.2 美國萊克·林恩試驗(yàn)礦井瓦斯爆炸試驗(yàn)63-70
• 4.3 煤礦瓦斯爆炸事故一般性規(guī)律總結(jié)70-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 5 結(jié)論74-76
• 5.1 主要結(jié)論74-75
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)75
• 5.3 研究展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 附錄81-86
• 作者簡歷86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：瓦斯爆炸沖擊波衰減規(guī)律及安全距離研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：319403