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《河南理工大学》 2010年
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受限空间煤尘爆炸传播及伤害模型研究

杨书召  
【摘要】: 本文基于气体和粉尘爆炸理论,采用实验测试、理论分析、数值模拟三种方法,系统地研究了受限空间煤尘爆炸传播规律及事故伤害特性。研究成果为煤尘爆炸事故危险性分析以及救援决策提供理论和技术支持。 利用自行设计的爆炸实验系统,进行了管道和巷道内煤尘爆炸传播特性的物理对比实验。实验结果表明,煤尘爆炸冲击波超压的变化呈现先增加后衰减的整体趋势,大尺寸巷道较小尺寸巷道衰减较慢;巷道内的火焰传播距离是原煤尘集聚区长度的2倍左右,火焰在管道内的传播距离远大于巷道内的传播距离,两者并不遵循一般流体力学的相似率,存在尺度效应,通过实验数据得到管道内爆炸火焰传播距离随爆炸煤尘量变化的指数关系;爆炸冲击波过后冲击气流以一定的速度沿冲击波前进方向流动;爆炸毒害气体的传播是分阶段进行的。即,第一阶段是在火焰作用下高浓度毒害气体混合物在爆炸冲击动压的作用下快速膨胀,火焰传播距离与毒害气体传播距离基本相等,存在一个极限传播距离;当毒害气流团膨胀停滞后,则进入紊流扩散传播的第二阶段。不同煤尘量爆炸与毒害气体传播距离的实验数据拟合得到,二者服从指数变化关系。 基于煤尘爆炸传播理论和超压伤害准则,建立了爆炸冲击波、火焰、冲击气流和毒害气体传播的事故伤害模型。实验值和理论值对照结果表明,冲击波传播的超压与煤尘爆炸能量成正比,与传播距离和巷道断面积的平方根成反比;火焰传播的火球热辐射伤害动态较静态模型能更准确地评估火球热辐射的后果;爆炸毒害气体沿巷道传播呈指数变化规律。所建立的伤害模型,能够较精确解算出伤害波及的范围和区域,确定伤害的死亡区、重伤区和轻伤区(“三区”)。理论分析还确立了煤尘在弱爆炸和强爆炸两种不同状态下爆炸冲击波随传播距离衰减的计算方法,应用此方法可以推算不同类型爆炸的伤害范围。 以连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立的煤尘爆炸传播数学模型,能较准确地模拟煤尘爆燃转捩爆轰以及爆炸冲击波、火焰和毒害气体传播衰减过程。煤尘爆炸数值模拟仿真了煤尘爆炸中沉积煤尘颗粒扬起、加速和减速的发展过程和爆炸毒害气体在一定风速下传播扩散的过程,数值模拟结果表明,实验及理论分析得出的爆炸毒害气体浓度随爆炸传播距离成指数规律衰减变化的结论与模拟结果吻合。
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7 ;徐州韩桥煤矿两起煤尘爆炸事故分析[J];煤矿安全;1983年06期
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9 刘新强;煤矿粉尘技术讲座——第三讲 煤矿粉尘的危害[J];矿业安全与环保;1981年04期
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13 刘志坚;“煤尘爆炸”又一元凶[J];防灾博览;2005年04期
14 艾存慧;煤尘爆炸特征及预防措施[J];煤炭技术;2005年07期
15 李文民;煤尘爆炸的特征及控制初探[J];山西煤炭;2005年03期
16 兀帅东;高葆宪;;煤尘爆炸原因分析与防范措施[J];西部探矿工程;2007年08期
17 骆正保;;如何防止煤矿企业煤尘爆炸[J];决策与信息(财经观察);2008年07期
18 松浦茂雄 ,富永敏雄 ,李性让;关于煤尘爆炸特性值的研究——煤尘云的着火爆炸特性[J];中州煤炭;1982年01期
19 田川;韩宇;;煤尘爆炸分析与预防[J];煤;2008年08期
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1 王自亮;李鸿彬;李智;赵恩彪;;采煤工作面回风巷沉积煤尘分布规律的研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
2 李嘉琥;孔豫苏;王世虎;李伟仁;;煤矿爆炸烧伤的临床特点[A];中华医学会第五次全国烧伤外科学术会议论文汇编[C];1997年
3 李浩;;选煤厂煤尘及其防治技术[A];2010年全国选煤学术交流会论文集[C];2010年
4 史兴国;;煤矿粉尘的控制[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
5 白春华;宫广东;刘庆明;;10m~3爆炸罐中甲烷-煤尘爆炸发展过程研究[A];中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 张生根;邓福保;周海军;江清平;汪健敏;;煤层注水在采煤工作面的应用[A];江西省煤炭工业协会、江西省煤炭学会2006年工作暨学术年会学术论文集[C];2006年
7 冯嘉璋;药国平;乔海雁;;煤矿瓦斯爆炸的法医学鉴定[A];第四次全国法医学术交流会论文集(上卷)[C];1991年
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10 褚怀保;杨小林;梁为民;余永强;;巷道掘进中新型装药结构试验研究[A];矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2006年
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1 中国矿业大学安全工程学院博士研究生 王和堂 李楠;煤尘爆炸及其防治[N];中国能源报;2010年
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3 李彩琴 整理;五大方面细说煤尘爆炸[N];中华合作时报;2005年
4 山西汾河焦煤公司生产处 成轶斌;浅谈如何预防煤尘爆炸事故的发生[N];山西科技报;2008年
5 本报记者 李元友;破解煤尘困局[N];中国企业报;2010年
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8 记者 李学玲 李仑;山西灵石一煤矿煤尘爆炸[N];中国煤炭报;2006年
9 ;煤矿工人安全知识五十条(三)[N];科学导报;2006年
10 何爱平;难以忘却的伤痛[N];中国安全生产报;2005年
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1 杨书召;受限空间煤尘爆炸传播及伤害模型研究[D];河南理工大学;2010年
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