巷道瓦斯煤尘爆炸环流压力与反射压力研究

为确定巷道内瓦斯煤尘爆炸环流压力与反射压力的大小,采用爆炸力学理论分析和试验方法,在试验管道和大型试验巷道内测试环流压力与反射压力强度的变化规律。理论分析表明,极弱冲击波环流压力大约比反射压力小一半;极强冲击波反射超压是环流超压的8~23倍。实验结果表明,理论计算值与实验值基本吻合,冲击波固壁反射峰值超压作用于相对传播方向垂直固定物体上的伤害效应远大于水平方向,揭示了反射超压是井下爆炸事故引起财产和人员严重破坏及伤害的原因。

瓦斯煤尘爆炸巷道反射压力研究

为揭示瓦斯和瓦斯煤尘爆炸反射压力沿矿井巷道传播变化的规律，用管道爆炸实验系统模拟测试极弱爆炸和极强爆炸巷道超压与反射压力的定量变化关系．结果表明，瓦斯和瓦斯煤尘与空气混合爆炸，在弱爆炸条件下爆炸的反射压力均是峰值超压的1．8～2．0倍，强爆炸下瓦斯或瓦斯煤尘爆炸的反射压力大约是峰值超压的8～21倍．实验结果与理论计算基本吻合，表明巷道反射压力强度取决于冲击波在巷道空间内的反射过程，巷道内爆炸超压强度随爆炸传播距离的增加而降低，遇固壁则反射压力强度加大，加重了井下设备的破坏和人员伤害程度．

煤对甲烷及氘代甲烷吸附性能研究

煤层注水是一项综合灾害防突措施,常被应用于瓦斯、粉尘及冲击地压防治。获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律,对于揭示含瓦斯煤注水防突、防冲及防尘的机理具有重要的理论意义。对于煤-水-甲烷三相体系中水分分布的测试,无损检测法是一种首选的方法,核磁共振测试技术对于水分分布测试具有其独特的优势,然而采用核磁共振测试煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律时,甲烷分子中氢原子与水分子中的氢原子相互干扰,造成不能准确获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律。提出采用氘代甲烷(CD_(4))代替甲烷(CH_(4))研究含瓦斯煤中水分分布,需首先获得煤对CD_(4)及CH_(4)的吸附特性。采用等温吸附试验及分子动力学模拟的方法研究了煤对CH_(4)及CD_(4)的吸附量及等量吸附热。研究结果表明:煤对CH_(4)及CD_(4)的吸附量差别不大,且吸附量与吸附平衡压力满足Langmuir的函数关系;煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热随着吸附平衡压力的增加而减小,等量吸附热与瓦斯压力满足指数的函数关系;同一温度条件下,煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热差别不大;煤对CH_(4)及CD_(4)的等量吸附热随着温度的减小而增加,且等量吸附热均存在极限值、均为物理吸附。研究结果为采用核磁共振定量研究煤-甲烷-水分三相体系中水分的分布规律奠定理论基础。