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初始瓦斯浓度对爆炸温度影响实验研究*

2022-01-21贾泉升司荣军李润之

中国安全生产科学技术 2021年12期

贾泉升,司荣军,李润之,王 磊

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037;2.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037)

0 引言

瓦斯爆炸过程中,能量的瞬间大量释放会产生高温环境。煤矿井下瓦斯爆炸位置一般发生在掘进巷道、回采工作面[1],爆炸能量不易消散,在巷道中产生持续性高温,给井下人员、设备造成一定损害。受初始瓦斯浓度影响,爆炸产生的高温不同。因此,研究不同初始瓦斯浓度对爆炸过程中温度特性的影响,可降低煤矿瓦斯爆炸事故给人员、设备带来的危害,为煤矿瓦斯爆炸事故温度研究提供重要依据。

目前,国内外学者针对瓦斯爆炸过程中温度变化展开研究:Olsen[2]通过建立数学物理方程计算瓦斯爆炸温度;文献[3-9]通过利用FLACS、FLUENT、AutoReaGas、CHEMKIN等数值模拟软件,研究爆炸在定容或管道传播条件下的温度变化规律,认为瓦斯爆炸过程中的温度最高达2 400 K以上,爆炸过程中的温度变化具有振荡特征,且初始瓦斯浓度在9.5%时温度上升速率最高;部分学者通过模拟瓦斯室内爆炸温度变化规律,认为爆炸过程中同一时刻室内超压分布基本均匀,空间差异较小,最高温度可达2 226 K[10]。数值模拟研究一般在等温、绝热条件下进行,与实际实验数据存在一定误差,不能准确模拟实际瓦斯爆炸过程中温度变化。因此,部分学者在实验条件下对爆炸过程中的温度变化进行研究:王从银等[11]通过电压信号表示瓦斯爆炸在管道中传播时的温度变化发现,瓦斯爆炸过程中管道中上部释放的热量大于下部;……

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