多孔材料對瓦斯爆炸抑制作用研究
發(fā)布時間：2022-01-26 18:36
煤炭是中國主要能源，在未來較長時期內在能源結構中仍將居主體地位。我國煤礦95%以上屬于井工開采煤礦，且多數為有瓦斯涌出礦井，隨著煤炭需求量的激增，煤礦生產規(guī)模加大，產能和開采深度增加，使煤礦瓦斯涌出量大幅增高，煤礦重特大瓦斯事故的頻繁發(fā)生，嚴重威脅著煤礦安全生產和工人的生命安全。目前控制或減弱瓦斯爆炸破壞的傳統(tǒng)礦用阻隔爆設施尚不能達到有效抑爆的效果，因此，開展新型瓦斯爆炸阻隔爆材料及裝置的研究迫在眉睫。近年來，多孔材料因其多孔、輕質、高比強度、減振、阻尼、吸音、隔音、散熱、吸收沖擊能等多種物理性能而受到關注，已在民用工程防護和軍事領域得到了廣泛的應用，國內外學者對其性能進行了廣泛研究，并取得了大量的研究成果。本論文以煤礦為背景，通過理論分析、模擬管道實驗、數學建模、設計及預測等方法，對多孔材料抑制瓦斯爆炸作用及應用技術進行研究，具體來講，本文在以下幾個方面進行了探索和研究：自行設計制作了斷面為30cm×30cm方形實驗管道，為目前國內所見報道進行管道內瓦斯爆炸研究斷面較大的方形管道裝置，采用火焰溫度傳感器對管道內爆炸火焰進行研究，拓寬了對管道內爆炸火焰的研究思路，實現了計算機同步采集各...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁數】：168 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
論文體系結構
圖 2-1 瓦斯爆炸波的兩波三區(qū)結構Fig.2-1 Two waves and three region of gas explosion wave2.2.2.1 前驅沖擊波能量分配將前驅沖擊波獨立出來進行分析，分析其在某一具體能量狀態(tài)下沖擊波能量是如何分配的，說明沖擊波做功的主要方式，在此將其視惰性沖擊波進行分析。如圖 2-1 所示，由 1 區(qū)向 0 區(qū)傳播的交界面為前驅波陣面。瓦斯混合氣體初始狀態(tài)0u 0(2-2對于一維平面前驅沖擊波的兩側狀態(tài)，可以列出三個守恒方程：質量守恒方程1 1 0( )s s D u D(2-3動量守恒方程2 21 1 1 0 0( )s sP D u P D(2-4能量守恒方程2 211 0( )s sPD u P De e
爆炸過程伴有化學反應和釋放比能量為Q的理想氣體，由式（2222 211PQ e (為存在爆炸釋放熱量Q的變化，才使瓦斯爆炸傳播過程得以持續(xù)列的行為變化特征[156]。質量的瓦斯混合氣爆炸釋放熱量q由式 2-35 求得：2 22 11 22s mu uq q q e r (1q ,2q —— q 中對管壁和前方未燃瓦斯混合氣體的傳熱量， kJ/kg ；se ——火焰波能量， kJ/kg ；mr ——能量傳遞過程中的各種損失， kJ/kg 。形式的能量平衡方程表述如圖 2-3 所示。微元時間 d 內管道瓦斯面向前移動1dx ，前驅波陣面向前移動2dx ，由能量平衡方程可
【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤礦瓦斯爆炸阻隔爆技術現狀及展望[J]. 張如明,何學秋,聶百勝,李祥春,戴林超,趙彩虹. 中國安全生產科學技術. 2011(07)
[2]一種用于礦井中的多孔泄壓阻隔爆自動風門[J]. 孫建華,趙景禮,魏春榮,曲征,張憲偉. 中國礦業(yè). 2011(03)
[3]高低負壓結合的西馮街煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)設計[J]. 劉紀坤,王翠霞,崔永國,楊威. 煤礦安全. 2011(03)
[4]點火能量對瓦斯爆炸傳播影響的實驗研究[J]. 仇銳來,張延松,司榮軍,王磊. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2011(01)
[5]瓦斯爆炸沖擊波在管道拐彎情況下的傳播特性[J]. 賈智偉,劉彥偉,景國勛. 煤炭學報. 2011(01)
[6]基于馬爾科夫鏈的股票價格漲跌幅的預測[J]. 章晨. 商業(yè)經濟. 2010(21)
[7]ZrO2泡沫陶瓷對瓦斯爆炸的影響[J]. 紀晨潤,孫建華,魏春榮. 黑龍江科技學院學報. 2010(03)
[8]點火能量對瓦斯爆炸壓力影響的實驗研究[J]. 李潤之,司榮軍. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2010(02)
[9]阻隔煤礦瓦斯爆炸傳播的新技術研究[J]. 紀晨潤. 煤炭技術. 2010(03)
[10]關于礦井瓦斯爆炸超壓規(guī)律的預測和分析[J]. 段玉龍,周心權,姜偉,昌偉偉,賈雨成,龔武. 煤礦安全. 2009(12)
博士論文
[1]預混火焰在微小通道中傳播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大連理工大學 2008
碩士論文
[1]泡沫金屬沖擊動力學性能研究[D]. 劉三星.太原科技大學 2009
[2]細水霧抑制瓦斯爆炸實驗與數值模擬研究[D]. 唐建軍.西安科技大學 2009
[3]井下巷道內瓦斯爆炸阻爆技術研究[D]. 童宇.中北大學 2009
[4]瓦斯爆炸傳播規(guī)律數值模擬研究[D]. 胡鐵柱.中國礦業(yè)大學（北京） 2008
[5]管道中甲烷—空氣預混氣爆炸火焰?zhèn)鞑サ难芯縖D]. 汪泉.安徽理工大學 2006
[6]礦井瓦斯爆炸控制材料的實驗研究[D]. 張輝.西安科技大學 2005
本文編號：3610977
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁數】：168 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
論文體系結構
圖 2-1 瓦斯爆炸波的兩波三區(qū)結構Fig.2-1 Two waves and three region of gas explosion wave2.2.2.1 前驅沖擊波能量分配將前驅沖擊波獨立出來進行分析，分析其在某一具體能量狀態(tài)下沖擊波能量是如何分配的，說明沖擊波做功的主要方式，在此將其視惰性沖擊波進行分析。如圖 2-1 所示，由 1 區(qū)向 0 區(qū)傳播的交界面為前驅波陣面。瓦斯混合氣體初始狀態(tài)0u 0(2-2對于一維平面前驅沖擊波的兩側狀態(tài)，可以列出三個守恒方程：質量守恒方程1 1 0( )s s D u D(2-3動量守恒方程2 21 1 1 0 0( )s sP D u P D(2-4能量守恒方程2 211 0( )s sPD u P De e
爆炸過程伴有化學反應和釋放比能量為Q的理想氣體，由式（2222 211PQ e (為存在爆炸釋放熱量Q的變化，才使瓦斯爆炸傳播過程得以持續(xù)列的行為變化特征[156]。質量的瓦斯混合氣爆炸釋放熱量q由式 2-35 求得：2 22 11 22s mu uq q q e r (1q ,2q —— q 中對管壁和前方未燃瓦斯混合氣體的傳熱量， kJ/kg ；se ——火焰波能量， kJ/kg ；mr ——能量傳遞過程中的各種損失， kJ/kg 。形式的能量平衡方程表述如圖 2-3 所示。微元時間 d 內管道瓦斯面向前移動1dx ，前驅波陣面向前移動2dx ，由能量平衡方程可
【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤礦瓦斯爆炸阻隔爆技術現狀及展望[J]. 張如明,何學秋,聶百勝,李祥春,戴林超,趙彩虹. 中國安全生產科學技術. 2011(07)
[2]一種用于礦井中的多孔泄壓阻隔爆自動風門[J]. 孫建華,趙景禮,魏春榮,曲征,張憲偉. 中國礦業(yè). 2011(03)
[3]高低負壓結合的西馮街煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)設計[J]. 劉紀坤,王翠霞,崔永國,楊威. 煤礦安全. 2011(03)
[4]點火能量對瓦斯爆炸傳播影響的實驗研究[J]. 仇銳來,張延松,司榮軍,王磊. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2011(01)
[5]瓦斯爆炸沖擊波在管道拐彎情況下的傳播特性[J]. 賈智偉,劉彥偉,景國勛. 煤炭學報. 2011(01)
[6]基于馬爾科夫鏈的股票價格漲跌幅的預測[J]. 章晨. 商業(yè)經濟. 2010(21)
[7]ZrO2泡沫陶瓷對瓦斯爆炸的影響[J]. 紀晨潤,孫建華,魏春榮. 黑龍江科技學院學報. 2010(03)
[8]點火能量對瓦斯爆炸壓力影響的實驗研究[J]. 李潤之,司榮軍. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2010(02)
[9]阻隔煤礦瓦斯爆炸傳播的新技術研究[J]. 紀晨潤. 煤炭技術. 2010(03)
[10]關于礦井瓦斯爆炸超壓規(guī)律的預測和分析[J]. 段玉龍,周心權,姜偉,昌偉偉,賈雨成,龔武. 煤礦安全. 2009(12)
博士論文
[1]預混火焰在微小通道中傳播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大連理工大學 2008
碩士論文
[1]泡沫金屬沖擊動力學性能研究[D]. 劉三星.太原科技大學 2009
[2]細水霧抑制瓦斯爆炸實驗與數值模擬研究[D]. 唐建軍.西安科技大學 2009
[3]井下巷道內瓦斯爆炸阻爆技術研究[D]. 童宇.中北大學 2009
[4]瓦斯爆炸傳播規(guī)律數值模擬研究[D]. 胡鐵柱.中國礦業(yè)大學（北京） 2008
[5]管道中甲烷—空氣預混氣爆炸火焰?zhèn)鞑サ难芯縖D]. 汪泉.安徽理工大學 2006
[6]礦井瓦斯爆炸控制材料的實驗研究[D]. 張輝.西安科技大學 2005
本文編號：3610977
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