In order to predict the gas explosion overpressure in complexed confined underground coal mine networks, the overpressure prediction method based on blast wave characterization is proposed considering that the blast wave can reflect the chemical reaction in the flame sheet and the effect of roadway structural characteristics on explosion overpressure. The blast wave extraction and classification, characterization method for different types of blast wave, and the overpressure prediction based on blast wave characterization will be studied by using theoretical analyses, numerical simulations and experiments. The relationship between the chemical kinetics in the reaction zone and the blast wave evolution will be revealed, and the characterization function for different types of blast wave will be established. The effect of reflection, superposition and oscillation induced by roadway structure on the blast wave shape will also be explored. The explosion overpressure predition model based on blast wave characterization will be established. This will supply a new approach for gas explosion overpressure predition in the complexed confined underground coal mine network, and offers the possibility to achieve the prediction of explosion overpressure of the whole coal mine.
针对当前复杂受限巷网内瓦斯爆炸波的超压预测难点问题,根据爆炸波的波形不仅能够反映出爆炸的内在化学反应本质,还能反映出巷道结构特征等对爆炸超压发展的影响的原理,提出采用波形表征的方法来进行超压预测。围绕受限巷网内爆炸超压波形特征提取与分类、不同类型爆炸波的波形表征方法和基于波形表征的爆炸超压预测问题等三个方面,采用理论、数值仿真和实验等手段依次展开研究。通过研究,揭示爆炸反应区的化学反应动力学特征与波形演化之间的内在耦合规律,并为之构建不同类型爆炸波的波形表征函数;探索巷道结构特征造成的爆炸波的反射、叠加、振荡等对波形物理特征的影响,建立基于波形表征的受限巷网内爆炸超压预测模型,为今后煤矿复杂受限巷网内瓦斯爆炸超压的预测提供一种全新的途径,从而为实现全矿井内爆炸超压的预测提供了可能性。
项目围绕受限巷网内爆炸波传播规律及超压波形特征提取与分类、复杂受限巷网内不同类型爆炸波的波形表征方法研究和基于波形表征的受限巷网内爆炸超压预测问题研究等三个方面开展了研究工作。研究获得了典型平直巷道内的爆炸波形特征和复杂巷道结构内的波形特征,重点研究了典型巷道结构(分叉和拐弯)内瓦斯爆炸传播波形特征及其表征方法,最后提出了煤矿复杂巷道内爆炸波的波形表征函数和爆炸超压预测理论模型,为后煤矿复杂受限巷网内瓦斯爆炸超压的预测提供一种全新的途径。项目共发表论文16篇,其中SCI论文10篇,EI论文5篇(原计划发表SCI论文2篇、EI论文3篇),培养博士1人,硕士1人。综上所述,项目研究完成了规定的研究内容,达到了预期目标。
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数据更新时间:2023-05-31
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