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瓦斯爆炸事故给煤矿安全生产带来了极大威胁,井下一次爆炸后经常会伴随连续爆炸与多次爆炸,增加了爆炸带来的伤亡和危害,因此研究有效的技术手段进行事故控制是十分必要的。
本文研究探讨了瓦斯爆炸的化学反应机理和传播机制,以及爆炸过程的主要影响因素和爆炸后的破坏效应。为阻隔爆技术的研究提供了理论依据。
论文中选用Fluent软件对受限空间内9.5%浓度瓦斯爆炸的火焰传播过程进行了二维空间的数值模拟。模拟结果表明:火焰阵面基本呈对称分布,且随着时间的推移,火焰阵面形状趋于稳定。
建立了实验设备,设计了实验方案,进行了氧化锆泡沫陶瓷对瓦斯爆炸传播影响的实验研究。研究了管道内放置泡沫陶瓷前后对压力波的影响,研究结果表明:①泡沫陶瓷具有优异的消声性能。②加陶瓷后爆炸压力波上升速率较空管时有所下降。③一定结构的泡沫陶瓷能够抑制爆炸波能量的传播,表明泡沫陶瓷结构具有吸能衰波作用。
对30mm、45mm厚度氧化锆泡沫陶瓷在9.5%浓度下的瓦斯爆炸火焰传播影响进行了数值模拟,模拟结果与相同条件下空管时情况相对比表明:一定结构的泡沫陶瓷可以实现对瓦斯爆炸火焰的淬熄作用。
研究结果为煤矿阻隔爆技术研究提供了一种新的思路,为进一步开发煤矿瓦斯爆炸阻隔爆新技术的提供了研究依据。