矿井隔爆密闭墙抗暴冲击压力的数值模拟研究
2020-06-08陈哲
中国化工贸易·中旬刊 2020年2期
陈哲



摘 要:煤矿隔爆密闭墙是煤矿安全生产的重要保障,本文以密闭墙为研究对象,通过密闭墙抗暴冲击压力试验,得到爆炸最大压力为1.03MPa,通过Fluent数值模拟软件得到瓦斯爆炸对密封墙造成的最大压力为0.7MPa,小于试验过程中测得的1.03MPa,两者皆远远小于矿山压力叠加最大值5.3MPa,满足安全生产的要求。
关键词:隔爆密闭墙;冲击压力;Fluent数值模拟
1 引言
煤矿密闭墙是防止采空区煤与瓦斯自燃的重要措施。密闭墙不仅能在强度上承受来自料浆的作用力,还能在结构上满足充填料浆的滤水,在一定的冲击压力作用下,即使发生变形,利用其良好的气密性和强度指数也能起到很好的隔断作用。目前,充填料浆的力学特性和密闭墙的破坏机理是矿山密闭墙设计的关键,传统的泥浆充填在强大的冲击力作用下容易造成气体的泄露,长时间应力作用下,密闭墙的气密性能降低,严重影响生产的安全进行[1]。为此,本文以山西某矿为研究背景,通过密闭墙抗暴冲击压力试验得到爆炸最大压力为1.03MPa,远远小于矿山压力叠加最大值5.3MPa,满足生产的安全进行。
2 密闭墙抗暴冲击压力试验
密闭墙抗暴冲击压力试验选择甲烷以及煤粉进行,以GB/T 16425-1996为标准,实验中甲烷含量上限是14%,下限是5%,符合国家规定。试验过程中,燃烧产生的红色火焰,且并未发生爆炸现象,因此证明了试验方法的合理性。试验工程中,观察爆炸压力随时间的变化曲线,得到图1所示的结果,从图中可以看出,在测试初始阶段,爆炸压力值较为稳定,当时间为2.1×105ms时,爆炸压力开始增加,最大值达到0.58MPa,随后爆炸压力值逐渐下降。……
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