末端开敞刚柔障碍物混合环境下瓦斯燃爆特性研究
程国建
中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039;煤矿灾害防控全国重点实验室,重庆 400037
摘要：煤矿巷道瓦斯爆炸事故极易受场域内设施布局和结构特征的诱导而呈现显著差异,一直是防灾减灾工作的难点.利用刚性障碍物和柔性障碍物表征巷道内的固定和非固定设施,探究管道右端开敞刚柔障碍物混合环境下的瓦斯燃爆特性.基于瓦斯爆炸实验平台,将刚性障碍物、柔性障碍物分别置于距离点火端40、50 cm处,设定刚性障碍物阻塞率为 0.4、柔性障碍物阻塞率分别为 0.2、0.4、0.6,开展管道右端闭口和敞口环境下的火焰传播过程、火焰耗散行为,以及爆炸压力演化过程等实验研究.实验结果表明:敞口环境下的最大火焰速度以柔性障碍物阻塞率 0.4 时最大,较闭口环境下的火焰速度增幅可达746.07%;刚柔障碍物混合环境下右端敞口时呈现出 2 个压力峰值现象,第一压力峰值达到后线性下降至最大负压,并呈现出低频、高幅、振荡增加效应形成第二压力峰值;第一压力峰值和第二压力峰值以柔性障碍物阻塞率0.2 时达到最大,较闭口空管条件的增幅分别可达 112.83%、197.31%;火焰尖端速度的变化诱导了不同程度的燃料和燃烧产物的排出,对爆炸压力的最大值形成负反馈机制,导致管内的最大爆炸压力随柔性障碍物阻塞率增大而呈现先减小后增大的变化趋势.研究结果可为煤矿巷道内防灾减灾工作提供一定的理论指导.
关键词：瓦斯爆炸敞口环境障碍物阻塞率火焰速度爆炸压力
分类号：TD712.7(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3009003)重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2024NSCQ-MSX0010)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 74-81 )
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