绝热巷道内甲烷爆炸：火焰与超压传播深度分析

本文主要探讨了绝热巷道内瓦斯爆炸火焰和爆炸波的传播特性，针对的是9.5%浓度的甲烷/空气预混气体。研究者江丙友、林柏泉、朱传杰、刘谦和翟成在中国矿业大学安全工程学院以及煤炭资源与安全开采国家重点实验室进行了实验研究，他们利用AutoReaGas软件模拟了一个4米长、80毫米×80毫米的绝热巷道环境。 研究发现，在爆炸初期，即距离点火源1.2米以内，由于前驱冲击波尚未形成，超压历史曲线只有一个峰值，这表明这个区域内的压力变化相对较小。然而，当火焰传播至1.4米之后，前驱冲击波和火焰锋面开始产生显著的影响，超压呈现出两个峰值，分别为160.459千帕和204.235千帕，这体现了爆炸压力的波动特性。 火焰传播速度在实验中也表现出了动态变化，初始阶段（距离点火源0.72米）仅为212.5米/秒，随着火焰向巷道深处推进，传播速度逐渐加快，直到3.2米处达到了381.3米/秒，显示出火焰扩散的非线性趋势。这一数据对于理解和预测瓦斯爆炸的动态行为至关重要，对于巷道设计、灾害预防和应急响应策略具有重要的参考价值。 研究结果还涉及到了最大超压和火焰传播速度的时空分布，这些参数对于评估爆炸威力、优化安全防护措施以及防止爆炸波对巷道结构的破坏具有重要意义。这项工作为深入理解绝热巷道内瓦斯爆炸的动态特性提供了详尽的数据支持，有助于提高矿井安全管理水平和事故防范能力。