密闭管道瓦斯爆炸冲击波冲量及压力上升速率的实验研究

（1．辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁葫芦岛  125105；2．矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室，辽宁葫芦岛125105）

摘要：针对矿井瓦斯爆炸破坏模式主要在压力破坏和冲量破坏的研究，实验分析瓦斯在密闭管道发生爆炸时瓦斯浓度对冲击波冲量及压力上升速率的影响，利用管道中距离点火源不同位置的压力传感器测试了不同浓度瓦斯的爆炸压力，对冲击波冲量及压力上升速率进行分析，为防爆抑爆提供依据。研究结果显示：在管道中距离点火源的不同位置上，当浓度为9. 5%时，瓦斯爆炸冲击波冲量及压力上升速率最大；由于超压衰减和传播距离的增加，在距离点火源4m和8m时压力冲量较大；在瓦斯浓度较低的范围内瓦斯爆炸时，其压力上升速率增长较快，而随着浓度的增加在较宽的浓度范围内，能较稳定地维持在高位值。

关键词：瓦斯爆炸；冲量；压力上升速率；密闭管道

中图分类号：X936    文献标志码：A    doi: 10. 11731/j．issn. 1673 -193x．2015. 08. 003

结论

    1)同一位置上，随着瓦斯浓度的增大，由于爆炸冲击波在管道中的震荡作用，冲击波冲量呈先上升后下降的锯齿形变化；不同位置上，当浓度达到9.5%时，瓦斯爆炸冲击波冲量最大，此时瓦斯处于完全反应状态，爆炸产生的破坏力最大。

    2)由于气体发生体积膨胀导致较大的超压衰减，所以距离点火源2m的冲击波冲量较大；在无障碍物条件下，光滑水平管道内瓦斯爆炸压力会随着传播距离的增加而增大，同时传播过程中能量消耗逐渐增大，二者共同作用下，所以距离点火源8m的冲击波冲量最大。

    (3)同一位置上，随着瓦斯浓度的增大，压力上升速率随之呈锯齿形变化；不同位置上，当浓度达到9. 5%时，瓦斯爆炸压力上升速率最大。

4)瓦斯爆炸时在瓦斯浓度较低的范围内，其压力上升速率增长较快，随着浓度的增加在较宽的浓度范围内，能较稳定地维持在高位值；反应容器的容积越大，其爆炸压力上升速率越慢。

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