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煤与瓦斯突出的灾害演化规律研究

批准号50504008 学科分类岩爆与瓦斯灾害 ( E041003 )
项目负责人魏建平 负责人职称教授 依托单位河南理工大学
资助金额24.00
万元
项目类别青年科学基金项目 研究期限2006 年 01 月 01 日 至
2008 年 12 月 31 日
中文主题词煤与瓦斯突出;灾害演化规律;突出冲击波;转化条件
英文主题词

摘要

中文摘要 煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘过程中一种极其复杂的动力现象,突出后可造成井巷设施被摧毁、通风系统被破坏,使井巷充满瓦斯和煤岩抛出物,造成人员窒息、煤流埋人,更为严重的是突出后可能导致通风系统紊乱,引发瓦斯爆炸、火灾等二次灾害事故。本项目采用实验室实验、理论分析和计算机模拟相结合的方法,通过实验研究煤与瓦斯突出强度与突出冲击波的定量关系、复杂网络条件下突出冲击波对通风系统的影响和瓦斯气体的分布规律;理论研究煤与瓦斯突出后冲击波和瓦斯气体的演化规律和灾害的转化条件;建立煤与瓦斯突出的非稳态通风网络模型,计算机模拟煤与瓦斯突出后灾变风流和瓦斯在风网中的演化过程。研究成果对减少突出后灾害的波及范围、防止突出后二次灾害事故发生具有重要的理论指导意义,同时也可为矿井防灾、抗灾系统设计和煤矿抢险救灾提供理论依据。
英文摘要
结题摘要 煤与瓦斯突出是煤矿采掘过程中一种极其复杂的动力现象,突出后发生后抛出大量煤岩体和高压瓦斯,造成人员窒息、煤流埋人,更为严重的是突出后可能导致通风系统紊乱,引发瓦斯爆炸、火灾等二次灾害事故。研究突出后冲击波和瓦斯浓度的传播和致灾条件具有重要的意义。课题通过现场突出实例调研分析结合前人研究成果,研究了煤与瓦斯突出致灾条件及规律,得出突出强度与瓦斯涌出量的关系、突出能量计算方法以及突出冲击波超压的计算等,为研究突出灾害的传播奠定了基础。根据相似理论研制了煤与瓦斯突出复杂模拟巷道和突出腔体,实现了突出的实验室模拟和冲击波的高速动态采集。根据气体动力学原理和基于冲击波间断关系式,理论研究了突出冲击波的传播特征,推导出冲击波传播的超压公式、冲击气流的速度和传播距离表达式。通过实验室模拟实验,验证了突出冲击波传播理论和突出冲击波拉伸效应特征,并实验分析了瓦斯压力对突出冲击波传播的影响关系等。在非稳定流理论的基础上,与通风网络理论和紊流传质理论相结合,对复杂井巷中瓦斯传递和分布规律进行了分析,建立煤与瓦斯突出的非稳态矿井通风网络数学模型,计算机模拟了煤与瓦斯突出后矿井通风系统风流变化和瓦斯气体的分布。

成果

序号 标题 类型 作者
1 煤矿冲击矿压电磁辐射监测预警技术与装备及其应用 奖励 何学秋|窦林名|聂百胜|刘明举|王恩元|陆菜平|李忠辉|刘贞堂|魏建平|王云海|
2 Analysis on Spread Area of Coal and Gas Outburst Shock Wave 会议 魏国营|魏建平|郝富昌|温志辉|
3 Cusp Catastrophe Characteristics of Electromagnetic Emission During Coal or Rock Deforming and Fracturing Process 会议 魏建平|王恩元|李辉|何学秋|
4 Discussion on Sensitive Coal and Gas Outburst Prediction Index During Digging Coal Roadway 会议 李振福|张文勇|魏建平|

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