• 书名：大尺度巷道瓦斯爆炸冲击波与火焰耦合传播特征及抑制机理研究

• ISBN：978-7-5240-0324-3

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：80

• 作者：成春莲

  出版时间：2025-07-16

内容简介

本书采用实验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法对巷道瓦斯爆炸传播及抑爆规律进行系统研究；搭建可视化爆炸流场管道测试系统，通过捕捉记录瓦斯爆炸传播过程的高速摄影图片，研究瓦斯爆炸火焰流场的动态变化规律，为瓦斯爆炸火焰特征的研究提供了新思路和方法；通过理论分析构建了巷道瓦斯爆炸波能量计算模型，从能量角度对爆炸及抑爆过程中爆炸波能量变化规律进行了研究。材料来源广泛，既包含作者及其团队长期以来在瓦斯煤尘爆炸领域开展的大量实验研究成果，同时也结合实际煤矿生产实践进行整合分析。

本书的主要读者对象为煤矿安全领域的科研工作者、从事煤矿行业的工程技术人员、高校矿业工程、安全工程等相关专业的师生。

编辑推荐

本书系统介绍了大尺度巷道瓦斯爆炸冲击波与火焰耦合传播特征及抑制机理，将理论研究、实验分析与工程应用紧密融合，形成了完整的研究链条。通过实验测试装置获取一手数据，从微观分子层面到宏观工程应用解析瓦斯煤尘爆炸传播规律及抑制机理，构建了一个逻辑严密、层次分明的研究体系。

目录

1 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 瓦斯爆炸传播规律 2

1.2.2 瓦斯爆炸特性 4

1.2.3 瓦斯爆炸细观流场 6

1.2.4 瓦斯爆炸抑制规律 7

1.2.5 瓦斯爆炸波能量 9

1.3 主要内容及结构安排 10

1.4研究方法和技术路线 13

2 巷道瓦斯爆炸传播实验测试系统及实验方案 15

2.1 大尺度巷道爆炸传播实验系统 15

2.1.1 实验装置 15

2.1.2 实验方法 18

2.2小尺寸管道爆炸传播实验系统 19

2.2.1 实验系统 19

2.2.2 实验方法 22

2.2.3 实验步骤 22

2.3可视化爆炸流场管道测试系统 23

2.3.1 实验管道 23

2.3.2 测试系统 23

2.3.3 实验方法 24

2.4 本章小结 24

3大尺度巷道瓦斯爆炸传播规律实验研究 25

3.1 瓦斯爆炸压力沿巷道的变化特征实验 25

3.1.1 距离点火源不同距离爆炸压力变化实验研究 25

3.1.2 爆炸压力随浓度变化的实验研究 26

3.1.3 不同初始积聚量下爆炸压力变化规律 27

3.2 瓦斯爆炸火焰沿巷道的变化特征实验 29

3.2.1 距离点火源不同距离爆炸火焰变化实验研究 29

3.2.2 不同浓度下爆炸火焰传播速度变化实验研究 31

3.2.3 火焰传播速度随初始瓦斯积聚量变化实验研究 32

3.3 爆炸火焰与压力的相互耦合作用分析 33

3.4 沉积煤尘对巷道瓦斯爆炸传播影响实验 37

3.5 小尺寸管道与大尺度巷道瓦斯爆炸传播实验结果对比分析 41

3.5.1 小尺寸管道内瓦斯爆炸压力波与火焰波变化特征实验 42

3.5.2 小尺寸管道与大尺度巷道瓦斯爆炸传播特征对比分析 44

3.6 本章小结 47

4 大尺度巷道瓦斯爆炸传播数值模拟研究 49

4.1 巷道瓦斯爆炸传播理论及数值模型建立 49

4.1.1 巷道瓦斯爆炸传播理论 49

4.1.2 数学模型的建立 52

4.1.3 物理模型的建立及边界条件设置 55

4.1.4 数值模型的验证 56

4.2 巷道瓦斯爆炸火焰-压力-浓度多物理场耦合演化特征及规律 57

4.3 不同初始积聚量对巷道瓦斯爆炸传播的影响 61

4.3.1 瓦斯积聚量对爆炸火焰-压力-浓度多物理场耦合演化特征的影响 61

4.3.2瓦斯积聚量对爆炸火焰流场特征的影响 63

4.4 不同甲烷浓度对巷道瓦斯爆炸传播的影响 64

4.5 本章小结 66

5基于图像处理的管道瓦斯爆炸火焰精细化特征研究 69

5.1 瓦斯爆炸火焰传播图像 69

5.2 瓦斯爆炸火焰图像处理分析 70

5.2.1 瓦斯爆炸火焰传播图像预处理 70

5.2.2 瓦斯爆炸火焰传播速度的计算模型 70

5.3 瓦斯爆炸火焰传播速度动态变化规律分析 74

5.3.1 瓦斯爆炸火焰传播速度提取 74

5.3.2 瓦斯爆炸火焰传播细观分析 75

5.3.3 瓦斯爆炸火焰传播速度提取方法验证分析 78

5.4 瓦斯爆炸火焰表面的分形特征研究 79

5.4.1 分形维数理论 80

5.4.2 基于三棱形表面积的分形维数测定方法 80

5.4.3 瓦斯爆炸火焰与分形维数之间的关系 82

5.4.4 分维梯度变化与爆炸强度变化之间的关系 83

5.5 本章小结 84

6 大尺度巷道瓦斯爆炸抑制实验及机理研究 85

6.1 抑爆装置及喷撒方式 85

6.1.1 抑爆粉剂 86

6.1.2 抑爆装置喷撒试验 87

6.1.3 抑爆装置性能测试 88

6.2 大尺度巷道瓦斯爆炸抑爆实验 89

6.2.1 抑爆粉体对100m3瓦斯空气混合物爆炸的影响实验 89

6.2.2 抑爆粉体对200 m3瓦斯空气混合物爆炸的影响实验 91

6.3 沉积煤尘对大尺度巷道瓦斯爆炸抑爆的影响实验 93

6.4 小尺寸管道与大尺度巷道瓦斯爆炸抑爆实验对比研究 96

6.5 瓦斯爆炸微观反应动力学分析及抑爆机理 97

6.5.1 基于Chemkin的微观爆炸反应分析方法 97

6.5.2 瓦斯爆炸反应路径和敏感性分析 98

6.5.3 抑爆剂热解气体对瓦斯爆炸的影响 99

6.5.4 ABC干粉抑制巷道瓦斯爆炸机理 102

6.6 本章小结 104

7瓦斯爆炸波能量衰减特征研究 107

7.1 巷道瓦斯爆炸波能量传输理论及计算方法 107

7.1.1瓦斯爆炸波传播过程分析 107

7.1.2 瓦斯爆炸波能量传输理论模型 108

7.1.3 瓦斯爆炸波能量影响因素分析 110

7.2 基于实验的瓦斯爆炸波能量传输规律分析 111

7.2.1 不同初始瓦斯积聚状态爆炸波能量传输规律 111

7.2.2 沉积煤尘对瓦斯爆炸波能量传输的影响 114

7.3 抑制剂对瓦斯爆炸波能量抑制特征 115

7.4 本章小结 117

参考文献 119