林柏泉,孙豫敏,朱传杰,江丙友,刘 谦,洪溢都

(1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116)

爆炸冲击波扬尘过程中的颗粒动力学特征

林柏泉1,2,孙豫敏1,2,朱传杰1,2,江丙友1,2,刘 谦1,2,洪溢都1,2

(1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116)

为研究爆炸扬尘过程中粉尘颗粒的运动特征,通过纹影仪以及高速摄像机,对粉尘的运动轨迹及其水平、纵向速度进行了分析。结果表明:粉尘颗粒的运动轨迹大体呈抛物线型,其上升过程中受到重力、气流曳引阻力等的作用,速度逐渐降低直至峰值高度,随后在重力作用下沉于管道底部;水平速度vx和纵向速度vy的发展趋势都可用指数函数描述;一定压力下,颗粒的初始位置对其轨迹有影响;冲击波前方的颗粒,受前方粉尘层的阻碍以及冲击波压力损失的影响,上扬过程较缓慢,最大扬尘高度减小,扬尘距离增大;此外,扬尘距离、vx和vy随压力的增大而增大,而最大扬尘高度减小。

瓦斯;爆炸;粉尘颗粒;扬尘

近年来,煤矿瓦斯爆炸以及火灾事故时有发生,造成大量人员伤亡和财产损失。特别是诱发煤尘参与爆炸后,破坏强度大大增加,危害极大。实际上粉尘爆炸所需的点火能量与瓦斯相比要大很多,很难独立引爆,往往是先发生瓦斯爆炸,爆炸冲击波诱导的流场运动卷吸巷道内的沉积煤尘,从而形成可燃粉尘云,在瓦斯爆炸产生的高温高压作用下发生爆炸。……