矿井瓦斯爆炸冲击波与通风动力耦合传播机理研究

Gas explosion is the most serious disasters in coal mine. The current researches on gas explosion are limited to the producing mechanism and development process in the explosion roadways, and microscopic researches are done to gas explosion by assuming the explosion source is a point source explosion or the explosion occurs in a one-dimensional straight pipe. The studies of the spread and the decay laws of gas explosion shock wave in roadways focus on a state without airflow or a state with obstacles, and no study of the spread by coupling explosion shock wave shock and ventilation power. The studies of airflow during gas explosion tend to local roadways, otherwise the whole ventilation network. According to the above problems, the spread laws of shock wave in mechanical ventilation networks during mine gas explosion will be studied, the dynamic characteristics of the spread of gas explosion hazards in ventilation networks will be analyzed so as to determine the coupling of gas explosion shock wave and ventilation power, the mathematical model for ventilation simulation under the action of shock wave will be constructed so as to develop the simulation technology under the action of mine gas explosion. Using the spread simulation of gas explosion shock wave in ventilation networks and virtual reality technology to reveal the dynamic changing process of mine gas disaster and avoid the mine disasters caused by the airflow disorder that due to the spread and coupling between explosion shock wave and ventilation power, and provide theoritical reference and technical support for the prevention and emergency rescue of gas explosion disasters.

瓦斯爆炸是煤矿最严重的灾害，目前对于瓦斯爆炸的研究局限于瓦斯爆炸产生机理及其在爆炸巷道发生发展过程，把瓦斯爆炸假设成点源爆炸或一维直管路进行微观研究。瓦斯爆炸冲击波在巷道内的传播及衰减规律集中在无风或置放障碍物状态下的研究，没有对爆炸冲击波与通风动力耦合传播进行研究。瓦斯爆炸时期的风流研究多倾向于局部巷道的研究，没有对整个通风网络展开研究。 针对上述问题，项目重点研究矿井瓦斯爆炸冲击波在机械通风网络中的传播规律、分析瓦斯爆炸灾害在通风网络中传播的动力特征、确定爆炸冲击波与通风动力的耦合关系、构建冲击波作用下通风仿真数学模型，开发瓦斯爆炸条件下通风仿真技术。通过瓦斯爆炸冲击波在通风系统中的传播仿真，结合虚拟现实技术，动态揭示矿井瓦斯爆炸灾害的动力演化过程，解决爆炸冲击波与通风动力耦合与传播引起风流紊乱造成的矿井灾害，为瓦斯爆炸灾害预防及事故发生后的应急救援提供理论参考与技术支持。

瓦斯爆炸是煤矿最严重的灾害，目前对于瓦斯爆炸的研究局限于瓦斯爆炸产生机理及其在爆炸巷道发生发展过程，把瓦斯爆炸假设成点源爆炸或一维直管路进行微观研究。瓦斯爆炸冲击波在巷道内的传播及衰减规律集中在无风或置放障碍物状态下的研究，没有对爆炸冲击波与通风动力耦合传播进行研究。瓦斯爆炸时期的风流研究多倾向于局部巷道的研究，没有对整个通风网络展开研究。.项目主要研究瓦斯爆炸冲击波与通风动力的耦合、冲击波在机械通风管网中的传播规律及瓦斯爆炸期间仿真技术。.项目基于矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室的矿井通风系统管路及瓦斯管网爆炸测试系统，理论分析、数值模拟、实验相结合，研究瓦斯爆炸灾害在通风网络中传播的动力特征；瓦斯爆炸冲击波在通风管网中的传播规律；构建了瓦斯爆炸冲击波与通风动力的耦合数学模型及瓦斯爆炸冲击波作用下的通风仿真数学模型；以解决爆炸冲击波与通风动力耦合与传播引起风流紊乱造成的矿井灾害。.项目取得的主要成果：.1、课题负责人出版标注该基金支持的专著1部.[1] 贾进章．矿井通风系统可靠性、稳定性、安全性理论．北京：科学出版社，2016.6.2、发表标注该基金支持的相关学术论文16篇.3、课题负责人作为导师培养学位论文与课题相关的研究生3名.[1]高佳丽.不同类型管道内瓦斯爆炸冲击波传播规律研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2017.5..[2]冯路阳.管道结构对瓦斯爆炸冲击波及火焰传播规律影响研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2017.5..[3]李烨.障碍物对瓦斯爆炸冲击波传播影响的数值模拟[D].阜新：辽宁工程技术大学，2017.5..4、获得相关科技奖励1项.[1] 矿井风速故障源诊断技术研究，2016年获中国商业联合会科学技术三等奖，本人证书：2016-3-71-R05.5、2016年，课题负责人获批为辽宁省优秀科技工作者.6、2017年，课题负责人获批为辽宁特聘教授