矿井瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素的研究

本文以管状空间内气体爆炸理论为基础,系统地研究了矿井巷道瓦斯爆炸的传播规律。本文研究由理论分析、数值模拟和实验测试三个部分组成。 第一,研究矿井瓦斯爆炸传播的物理机制,在此基础上,建立了矿井巷道瓦斯爆炸传播的物理模型。 第二,对障碍物存在情况下,独头巷道中瓦斯爆炸传播过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明,障碍物不仅对火焰区有激励效应,对非火焰区同样存在激励效应。 第三,在实验研究部分,验证了理论分析和数值模拟关于瓦斯爆炸传播过程的结论,证明了障碍物的激励效应的存在。同时指出参与爆炸的瓦斯量、瓦斯气体浓度和火源个数及分布位置对瓦斯爆炸传播有重大影响。实验研究表明,瓦斯爆炸传播过程存在尺度效应。 本文的研究成果对瓦斯爆炸事故防治和事故调查、分析提供较为重要的理论和技术支持。对气体爆炸力学理论有一定的贡献。本文由国家自然科学基金项目“煤矿爆炸及火灾事故调查基础理论和方法”(编号:59874030)资助。