分岔管道中瓦斯爆炸传播的理论与实验研究

瓦斯爆炸在分岔管道中的传播是一个关键的煤矿安全问题，由林柏泉、叶青等人在中国矿业大学能源与安全工程学院进行深入研究。该论文基于之前关于管内瓦斯爆炸传播特性和影响因素的理论基础，从理论上探讨了火焰在遇到分岔管道时的动态行为。研究发现，分岔管道可以视为带有楔形障碍的面积突然扩大的管道，这种变化会引发湍流，使火焰阵面扭曲并形成褶皱，进而增加火焰表面积和燃烧速率，释放热量的速度也随之提升，从而可能导致更强烈的冲击波。这不仅影响了爆炸的传播路径，还可能加剧其破坏力。 作者指出，随着煤矿开采深度的增加，地应力和瓦斯压力的上升，瓦斯积聚和超限现象增多，使得瓦斯爆炸的风险显著提高。尤其是大型采矿设备的操作增加了瓦斯被点燃并引发爆炸的可能性。在实际的巷道设计中，尽量避免分岔和障碍物堆积是预防瓦斯爆炸的关键。然而，考虑到许多老矿井巷道复杂，分岔多，缺乏针对分岔管道的爆炸传播研究，这意味着在瓦斯爆炸发生时可能面临更大的损失。 论文首先分析了瓦斯爆炸的基本条件，即瓦斯浓度需在5%至16%的爆炸极限范围内，以及引火源的存在。接着，通过实验模拟井下巷道分岔结构，对爆炸过程中火焰和冲击波在分岔管道中的传播进行了细致的观察和研究。通过理论分析，研究人员试图揭示分岔管道中瓦斯爆炸的传播规律，以便为煤矿安全管理提供科学依据。 这篇首发论文的重要性在于它填补了以往煤矿瓦斯爆炸研究的一个空白，即对分岔管道内爆炸传播特性的深入理解，这对于优化巷道设计、提升煤矿安全管理水平具有实际意义。通过理解和掌握这一传播规律，可以有效地降低瓦斯爆炸的风险，减轻事故带来的损失，保障矿工的生命安全和煤炭产业的稳定发展。