论文部分内容阅读
社会的发展与煤炭资源息息相关,在煤炭开采过程中时有瓦斯爆炸事故发生,瓦斯爆炸事故极大的威胁着煤矿的安全生产和人民群众的生命财产。据统计,我国目前正在生产的煤矿有50%以上的煤矿属于高瓦斯矿井,因此开展瓦斯爆炸传播的抑制研究显得尤为重要。本文以抑制瓦斯爆炸传播为宗旨,从理论分析和实验研究两个方面,开展腔体结构对瓦斯爆炸传播的抑制研究。本文在前人的基础上阐述了瓦斯爆炸的链式反应原理,并对空腔体的抑爆原理进行了分析。以理论分析结果为指导,搭建了大型圆管瓦斯爆炸实验系统,该实验系统管道管径为200mm,管道全长为36m,实验系统包括爆炸管网子系统、配气通风子系统、点火子系统、数据采集子系统四个部分。通过开展长径比为1.5宽径比分别为1.5、2.5,长径比为2.5宽径比分别为1.5、2.5的4种不同尺寸的单一空腔结构瓦斯爆炸的抑制实验。发现长径比宽径比均为2.5(即500mm*500mm*200mm)的空腔抑爆效果最好,对火焰削减幅度为26.71%~28.74%,冲击波峰值超压削减幅度为14.46%~15.69%。在此基础上进一步开展500mm*500mm*200mm—300mm*500mm*200mm(简称55-35空腔组合结构)空腔组合结构瓦斯爆炸抑制研究,结果表明55-35组合结构对冲击波峰值超压削减幅度为40.08%~40.34%;对火焰削减幅度为43.11%~43.89%。同时,以55-35空腔组合结构耦合ABC干粉进行了瓦斯爆炸抑制实验,分别探究15g、30g、45g、60gABC干粉耦合55-35空腔组合结构的抑爆效果,实验发现火焰锋面衰减幅度分别为54.01%、71.82%、82.77%、95.84%,冲击波峰值超压衰减幅度分别为45.75%、51.51%、59.64%、64.24%。与55-35空腔相比,ABC干粉耦合空腔组合结构能更好的抑制瓦斯爆炸传播,但ABC干粉消波效果没有抑制火焰的效果显著。本文通过理论分析与实验研究,进行空腔结构和ABC干粉对瓦斯爆炸传播的抑制研究。所得实验数据以及规律性结论为煤矿的瓦斯爆炸防治、抑爆装置的研发,提供了理论依据和新的思路。图48表12参考文献81