【摘 要】
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煤炭是中国能源的重要来源,在中国能源格局中占有重要的地位。但是我国煤炭生产环境恶劣,重大事故时有发生,是世界上煤矿事故发生最严重的国家之一,其中瓦斯灾害是我国煤矿的主要
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煤炭是中国能源的重要来源,在中国能源格局中占有重要的地位。但是我国煤炭生产环境恶劣,重大事故时有发生,是世界上煤矿事故发生最严重的国家之一,其中瓦斯灾害是我国煤矿的主要灾害之一。细水雾具有环保、高效、来源广泛等优点,在抑爆方面具有广阔的应用前景,所以本文采用细水雾作为抑爆剂来进行模拟研究。模拟了巷道内的瓦斯爆炸以及细水雾抑制瓦斯爆炸,来探究巷道内瓦斯爆炸的相关规律,以及细水雾抑制爆炸的影响因素,为巷道型瓦斯爆炸的预防和控制打下基础,提供数据支持。 本文模拟了巷道内的瓦斯爆炸,首先探讨了点火位置对爆炸效果的影响,发现点火位置靠近封闭端的工况压力波传播速度更快,火焰形态发展也更快。然后在点火位置不变的条件下,改变点火能量,发现点火能量越大,压力峰值越大,压力波传播的速度越快,并且火焰面向前传播的速度也越快。另外,点火能量在一定范围内不会对点火源附近的温度产生影响,当点火能量超过某一临界值,点火源附近会出现局部高温区域,但是并不影响火焰面及火焰面附近的温度。 在巷道瓦斯爆炸模拟的基础上,对细水雾抑爆进行了数值模拟,讨论了细水雾对压力波、火焰面以及各组分质量分数的影响。压力波穿过水雾区后,压力值下降,传播速度也有所下降;水雾区域的存在,对火焰面的发展起到了阻隔的作用。改变细水雾的粒径,发现随着粒径的增大,压力波波面的压力衰减的百分比逐渐增加,最后趋于平缓。在其他变量不变的情况下,改变喷撒速度,发现喷撒速度为50m/s和100m/s的两种工况不能有效地抑制爆炸,喷撒速度为150m/s和200m/s的工况均起到了抑爆的作用。
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