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《西安科技大学》 2010年
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矿井瓦斯爆炸感应期内反应动力学分析及光学特征研究

李孝斌  
【摘要】: 防止瓦斯爆炸事故是保证煤矿安全生产的首要任务,同时也是实现煤与瓦斯安全共采的一个重要任务。煤矿发生瓦斯爆炸事故是多种因素共同作用的结果,其机理涉及很多复杂理论和试验技术课题,灾害现象发生过程的复杂性致使目前防治瓦斯爆炸事故的技术手段具有较大局限性。对瓦斯爆炸感应期内反应动力学的分析及光学特征的研究,为瓦斯爆炸探测技术提供数据支持,为瓦斯抑爆技术提供理论支持。 本文以热爆炸理论和链式反应理论为基础分析了瓦斯爆炸感应期内的反应动力学过程,明确了瓦斯爆炸感应期的概念及其动力学描述;在改建已有的瓦斯爆炸实验系统和新建立的瓦斯爆炸实验系统上进行了瓦斯爆炸实验;利用MATLAB图像处理技术分析实验数据,通过分析瓦斯爆炸初期火焰前沿位置、速度的时间和空间分布规律,得出了瓦斯由燃烧转为爆炸的判据,进而得出确定瓦斯燃烧感应期、由燃烧转为爆炸的响应时间、爆炸感应期的方法;分析得出反映瓦斯爆炸火焰图像光学特征和光谱特征的主要特征参数和分析方法,并深入分析了7个浓度的31组瓦斯爆炸感应期内火焰图像光学特征及其与自然背景光和点火器放电电火花图像光学特征的区别和12个浓度的51组瓦斯爆炸感应期内火焰光谱特征及其与自然背景光谱、干扰背景光谱和点火器放电电火花光谱特征的区别;分析得出瓦斯爆炸感应期内火焰中可能存在的10种自由基和5种分子及其特征光谱的出现次数和分布规律;提出瓦斯爆炸感应期内瓦斯爆炸探测系统的设计构想和原理,展示了矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究在瓦斯爆炸探测领域里的应用前景;详细分析了探测系统中利用光学特征辨识瓦斯爆炸火焰的辨识方法,并选取持续趋势算法、神经网络中的感知器和BP网络算法对瓦斯爆炸火焰进行辨识,实现了在实验室条件下对瓦斯爆炸感应期内火焰的辨识。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD712.7

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 汪泉;有机玻璃方管内瓦斯爆燃火焰传播特性研究[D];中国科学技术大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 袁宝慧,元天佑,邹文豪,朱明武,戴荷云;炸药爆轰波光谱发射率及爆温的虚拟辅助光源反射法测量[J];火炸药学报;1999年02期
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9 黎体发,张莉聪,徐景德;瓦斯爆炸火焰波与冲击波伴生关系的实验研究[J];矿业安全与环保;2005年02期
10 曲志明;周心权;王晓丽;郭延华;刘历波;;掘进巷道瓦斯爆炸冲击波状态参数的结构分析[J];矿业安全与环保;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王志荣;受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D];南京工业大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨霖;瞬态燃烧温度场计算机层析技术研究[D];南京理工大学;2003年
2 梁春利;内置障碍物受限空间内可燃气体爆炸数值模拟[D];大连理工大学;2005年
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4 李孝斌;矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究[D];西安科技大学;2006年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
8 姜林三;;平行煤层导硐揭穿突出煤层的管理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
9 刘宜平;杨业新;蔡东红;华海洋;;大采高跨上山综采工作面瓦斯综合治理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
10 刘庚冉;曹保榆;;高能云爆炸药的爆炸效应[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
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3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 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
5 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
6 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
8 秦青林;城市能源战略储备系统研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
2 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
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4 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
5 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
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8 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
9 田富超;寺河矿西井区3号煤层瓦斯突出预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
10 唐耀才;鹤壁矿区严重突出矿井始突瓦斯含量研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周凯元,李宗芬;丙烷-空气爆燃波的火焰面在直管道中的加速运动[J];爆炸与冲击;2000年02期
2 陈志华,范宝春,李鸿志;管内均相湍流燃烧加速的数值模拟[J];爆炸与冲击;2003年04期
3 陈东梁;孙金华;刘义;马晔风;韩学斌;;甲烷/空气预混气体火焰的传播特征[J];爆炸与冲击;2008年05期
4 叶青;林柏泉;菅从光;贾真真;;磁场对瓦斯爆炸及其传播的影响[J];爆炸与冲击;2011年02期
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6 吴红波,陆守香,张立;障碍物对瓦斯煤尘火焰传播过程影响的实验研究[J];矿业安全与环保;2004年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 苏影妹;基于小波变换的炉膛火焰图像处理技术研究[D];华北电力大学;2011年
2 高玉刚;管道中可燃气体燃爆特性研究[D];安徽理工大学;2011年
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6 梁春利;内置障碍物受限空间内可燃气体爆炸数值模拟[D];大连理工大学;2005年
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【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 金果;可燃性气云爆炸研究[D];大连理工大学;2000年
2 杨霖;瞬态燃烧温度场计算机层析技术研究[D];南京理工大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 聂百胜;何学秋;张金锋;谷小敏;胡铁柱;;泡沫陶瓷对瓦斯爆炸过程影响的实验及机理[J];煤炭学报;2008年08期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 郭艳;;煤矿井下工人突发群体烧伤的护理[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
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9 杨晋杰;林志铭;王晓君;李焕生;黄章宇;游世祥;郭光华;李国辉;;矿井内瓦斯爆炸烧伤1087例临床分析[A];中华医学会第六届全国烧伤外科学术会议论文汇编[C];2001年
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8 记者 吴振江;全力以赴抓好安全生产工作[N];延边日报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 魏春荣;多孔材料对瓦斯爆炸抑制作用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 杨应迪;瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究[D];安徽理工大学;2011年
4 张增亮;矿井复杂结构的瓦斯爆炸动力学特征研究[D];中国矿业大学;2013年
5 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐景德;矿井瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素的研究[D];中国矿业大学(北京);2003年
7 李坤;煤矿动态通风网络分析系统及继发性灾害发生规律[D];清华大学;2010年
8 李孝斌;矿井瓦斯爆炸感应期内反应动力学分析及光学特征研究[D];西安科技大学;2010年
9 罗振敏;瓦斯爆炸抑制材料的特性及抑爆作用研究[D];西安科技大学;2009年
10 司荣军;矿井瓦斯煤尘爆炸传播规律研究[D];山东科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭正庄;冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性仿真研究[D];武汉科技大学;2012年
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3 秦俊非;智能瓦斯爆炸实验系统的研究与设计[D];河南理工大学;2009年
4 陈彩云;瓦斯爆炸对局部通风网络风流影响的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2010年
5 白岳松;受限空间瓦斯爆炸传播规律数值模拟研究[D];太原理工大学;2012年
6 李艳红;受限空间内瓦斯爆炸过程的反应动力学特性研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
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8 蔺照东;井下巷道瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素研究[D];中北大学;2014年
9 耿瑞雄;高瓦斯矿井瓦斯爆炸冲击波传播规律的数值模拟研究[D];中北大学;2014年
10 黄文祥;变点火能作用下瓦斯爆炸火焰传播特征实验研究[D];西安科技大学;2010年
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