无起爆药雷管砂中殉爆试验研究

利用砂中实验,研究了无起爆药雷管的殉爆特征。实验结果表明,铅板穿孔试验中,由于主爆雷管的冲击压缩,被爆雷管存在爆轰不完全现象。在安全雷管爆炸产生的总能量中,冲击波能起主要作用。     

双药包水下爆炸相互作用研究

用两发瞬发电雷管模拟双药包于爆炸水池内同时起爆,初步探讨了有限水域内的双药包爆炸相互作用现象。实验发现,双药包的爆炸冲击波波阵面相互碰撞,在装药连线方向部分被抵消,而装药之间的中垂面附近发生波的叠加,且气泡脉动的相互作用使彼此的脉动周期增大。此外,由于两发雷管自身性能差异难以同步爆炸,使水中冲击波和气泡脉动的相互作用发生变异,这在水下爆破工程中实际存在,值得关注。     

点火能量对瓦斯爆炸传播压力的影响实验研究

为了研究点火能量对瓦斯爆炸传播压力的影响,在封闭的全管道瓦斯-空气混合气体中,进行不同点火能量条件下瓦斯爆炸传播实验,并对瓦斯爆炸压力峰值和呈现时间进行了分析研究:瓦斯爆炸压力峰值在爆源点附近先降低,传播一段距离后出现拐点,压力开始上升且在出口附近达到最大值;点火能量越高,爆炸压力峰值越大;在点火能量一定时,瓦斯爆炸压力峰值与管道长径比呈二次函数关系Y=AX2+BX+C;在管道长径比一定时,瓦斯爆炸压力峰值与点火能量呈二次函数关系Y=A1W2+A2W+A3;瓦斯爆炸压力峰值在爆源附近呈现时间最晚,而在出口附近呈现时间最早;点火能量越大,瓦斯爆炸压力峰值呈现时间就越短。     

煤矿井下瓦斯爆炸的基本特性

阐述了瓦斯爆炸发生的条件；从爆源能量、能量释放速度、爆源的特征时间和特征尺寸，以及爆炸的火焰温度、冲击波的压力、火焰和空气的运动速度、爆炸压力的上升速率等方面，探讨了瓦斯爆炸特征和爆炸特征；简要地介绍了瓦斯爆炸后的有害气体的组分。     

瓦斯煤尘爆炸的超压计算与预防

阐述了爆炸冲击波压力大小取决于爆炸所释放的能量和离爆心的距离，以及爆炸冲击波气流速度、气体流量、气流温度等爆炸气流参数的计算和爆炸超压的影响因素，并提出了爆炸超压的预防措施。     

瓦斯煤尘爆炸的超压计算与预防

阐述了爆炸冲击波压力大小取决于爆炸所释放的能量和离爆心的距离，以及爆炸冲击波气流速度、气体流量、气流温度等爆炸气流参数的计算爆炸超压的影响因素，并提出了爆炸超压的预防措施。     

用微音器测定水下爆炸气团的脉动周期

近年来,用水下爆破法作为测定爆炸能量的手段已引起人们的重视。水下爆炸能量测定(以下称水下爆力试验)是用测压计记录水下冲击波的压力波形。以这个波形为基础,可计算出以冲击波形式释放出的能量;又可从最初冲击波与第二次释放的冲击波的时间间隔得知爆炸生成气体的能量、就炸药性能试验来说,前者为消耗于破坏等方面的动作用,而后者为推出物体使其移动的静作用。试验中从同一测压计得到的信号可兼顾上述两方面的测定,但测定波的能量要求精度高的数据,而测定爆炸生成气体的能量,     

置障条件下的矿井瓦斯爆炸传播过程数值模拟研究

对瓦斯爆炸传播过程中障碍物激励效应的物理机制进行了分析,并构建了相应的物理模型．在3种情况下对冲击波经过障碍物附近时的变化特征进行了数值模拟．结果表明,非燃烧区的障碍物同样存在激励效应,激励效应取决于瓦斯爆炸冲击波的初始强度,即爆轰状态激励效应最为强烈。     

瓦斯爆炸冲击波在采煤工作面巷网中传播特性的数值模拟

为了探索冲击波在首尾相连巷网中的传播特性,运用AutoReaGas软件模拟了瓦斯爆炸冲击波沿着进风巷和回风巷传播的超压和温度的变化规律。研究结果表明：冲击波在采煤工作面首尾相连巷网中传播时,超压峰值和最高温度不断减小;相向传播的两个冲击波发生叠加效应,使超压峰值增大,相向传播的火焰锋面产生抑制作用,使最高温度降低;在联络巷的中点之前,最高温度沿着巷网的变化规律与冲击波超压峰值的变化规律基本一致;进回风巷对应测点的超压峰值和最高温度基本相同,冲击波经过两条巷道的传播特性基本一致。在煤矿井下瓦斯爆炸发生叠加的位置附近是爆炸破坏较严重的区域,应采取相应的预防措施,减少瓦斯爆炸带来的损失。     

水下爆炸冲击波相互作用的研究

本文采用2发电雷管在水下起爆模拟研究两个相同药量的药包在水下爆炸形成的冲击波之间的相互作用。结果表明:延期时间和间距的改变会对水下爆炸形成的冲击波之间相互作用有较大影响。     

不同耦合系数条件下岩石损伤特性的研究

在预裂爆破中,采用合理的空气比和不耦合系数能有效控制爆炸荷载对岩体的破坏。利用Autodyn有限元动力分析软件,研究预裂爆破中空气间隔不耦合装药产生的爆炸荷载对岩石的损伤特性和孔壁冲击波峰值的变化规律。通过改变装药空气比,分析空气间隔装药产生的爆炸冲击波沿孔壁的压力分布,以及间隔装药时不耦合系数对孔壁冲击波峰值和应力波传播的影响。结果表明:连续装药条件下,爆破近区的压力峰值高于岩石动态抗压强度,离炮孔越远应力波衰减的越慢;在空气间隔装药条件下,岩石的损伤深度随空气比的增大而减小,孔内空气柱周围的岩石破坏不明显;在间隔不耦合装药时,不耦合系数越大,冲击荷载的强度越低,孔壁的损伤半径也越小。     

巷道断面突变对突出冲击波传播的影响

为了研究巷道断面突变对突出冲击波传播的影响和冲击波超压冲量的破坏作用,利用自行搭建的煤与瓦斯突出冲击波传播实验系统,结合三维变截面巷道冲击波传播数值模型的建立,基于实验室实验和数值模拟的方法,研究了不同初始瓦斯压力下突出冲击波在断面突变巷道中的传播规律。结果表明:突出后巷道内压力变化可划分为冲击扰动初始阶段和压力衰减阶段,其中冲击扰动初始阶段冲击波超压峰值大于压力衰减阶段压力峰值,且前者超压冲量小于后者;以初始压力为0.6 MPa为例,计算得出压力衰减阶段超压冲量比冲击扰动初始阶段高52.4%,总冲量随冲击波传播呈先衰减后增大的规律;突出发生后,冲击波超压先随距离发生衰减,当冲击波从断面突变前的大直径巷道传入后方小直径巷道,因壁面反射形成局部高压区,超压强度在截面前0.65 m处增大,出现先衰减后增大的变化规律。     

煤矿掘进巷道爆破作业对通风构筑物的破坏作用

本文利用爆炸力学、爆炸动力学、材料力学和结构力学等理论，建立了爆破作业过程中产生的冲击波在掘进巷道内传播的物理模型和数学模型。爆炸后波阵面是以超声速在传播；波阵面压力将衰减为当地大气压力，爆炸冲击波波阵面上的压力衰减强度基本上取决于巷道断面和巷道表面的粗糙性。当爆炸冲击波在平直巷道运动时，一些不可逆的损失和巷道表面摩擦会消耗传播过程中波的能量；而爆破作业中炸药爆炸时产生的冲击波对周围距离不同的通风构筑物产生不同程度的破坏和损伤。它不仅与冲击波的作用情况有关，而且与通风构筑物的形状、大小、自振周期等因素有关。为了避免爆炸冲击波对有明显作用的通风构筑物的破坏和人员的伤亡，井下应该减少不必要的障碍物和通风构筑物。     

瓦斯爆炸燃烧波与冲击波相互关系及影响研究

瓦斯被点燃发生爆炸后,燃烧产物膨胀,火焰阵面前形成冲击波,压缩未反应的混合物,这种冲击波阵面到火焰阵面之间面积收敛,形成了较大的附加压缩,其最终的流场性质从冲击波到火焰是逐渐增加的。冲击波作用产生的涡旋造成燃烧火焰的严重变形以及火焰破碎和湍流燃烧都将极大提高燃烧及扩展速率,从而改变燃烧、爆炸过程。冲击波在衰减前与燃烧波是伴生的,燃烧波的存在为燃烧波、冲击波的传播提供了加速的能量。反应完结后燃烧波消失,不在为爆炸冲击波提供传播的能量,冲击波在内摩擦、壁面吸热及摩擦的作用下开始衰减。燃烧波与冲击波在传播过程中存在着相互作用、相互加速的正反馈机制,使得瓦斯爆炸后冲击波的破坏效应十分显著;火焰传播速度越大,冲击波阵面到火焰阵面之间面积收敛越急剧,超压值就越大,引起的破坏效应越大。     

瓦斯爆炸冲击波在掘进巷道传播的数值模拟

基于Hopkinson比例定律,用LS-Dyna动力有限元软件模拟了瓦斯在掘进面爆炸情况下,掘进巷道中冲击波峰值压力的衰减规律。模拟结果与其它经验方法的预测结果进行了比较,可为进一步研究确定掘进巷道瓦斯爆炸冲击波荷载及其防护技术提供依据。     

瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性

针对一般空气区从实验和数值模拟两方面对瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的传播特性进行了研究。通过实验研究发现了一般空气区瓦斯爆炸冲击波超压衰减系数在管道不同拐弯角度情况下与冲击波初始超压以及管道拐弯角度有关系,并确立了相互之间的关系式。通过数值实验计算分析了一般空气区瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的超压变化规律,得出了瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下的压力分布情况。将模拟结果和试验结果进行对比分析,验证了数值模拟结果的可靠性。     

瓦斯压力对煤与瓦斯突出冲击波传播的影响研究

为研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出冲击波传播的影响,自主研制了一套突出煤—瓦斯两相流模拟实验系统,开展了不同瓦斯压力条件下的煤—瓦斯两相流运移规律模拟实验,实现了对突出过程巷道内突出煤—瓦斯两相流运移的可视化监测。实验结果表明:煤与瓦斯突出是一个从突出口开始迅速向煤体内部发展的动力过程,期间瓦斯压力存在多次上下波动;突出过程中巷道内的冲击波超压呈现正压相与负压相交替变化的局面,同时冲击波超压特征值随初始瓦斯压力的增大而呈对数函数递增趋势;冲击波超压在巷道中传播是一个不断衰减的过程,前期衰减较慢,后期衰减加快。     

水中高压放电基本现象分析

水中高压放电是一个类爆炸过程,尖端放电击穿水介质并急速释放巨大能量产生水激波和气泡脉动。视水介质为不可压缩,研究水激波和气泡脉动作用效果以及力学模拟分析其基本物理过程,对水中高压放电基本物理现象在矿业工程领域运用前景有更深的认识。     

高压瓦斯泄放自燃实验研究

自行设计和搭建高压瓦斯泄放自燃实验平台,研究了高压瓦斯泄放自燃的发生条件及自燃时喷口射流火焰的传播规律。实验装置及测试系统由高压储瓦斯和输送系统、数据采集与测量系统、爆破片夹持系统和下游管道释放系统等设备组成。由实验得到,在一定泄放初始压力和下游释放管道长度条件下,高压瓦斯泄放到大气过程中会引发自燃现象;且在下游管道长度较短时,只有当泄放初压较高时才能引发自燃,而当下游管道长度增长时,发生自燃时的泄放初压会随之下降。高压瓦斯泄放自燃时,下游管道喷口射流火焰随其传播距离的增大,火焰及激波能量不断衰减,激波速度及其超压值也随之不断减小,然而激波超压峰值减幅逐渐缩小。     

管道内金属网对瓦斯爆炸冲击波抑制作用的实验研究

为了研究金属网对瓦斯气体爆炸的抑制作用,设计了管道内圆柱状金属网体抑爆实验装置。通过对比空管实验与装有抑爆装置条件下爆炸冲击波的变化,分析了金属网在冲击波衰减过程中的能量变化。实验结果表明:圆柱状金属网体的长径比对冲击波有着重要的影响,且随着圆柱状金属网体长径比的增大,激波超压衰减率与之呈正相关;当长径比为1/0.2时,金属网弹性势能的增加在抑制作用中起主导作用,当长径比为2/0.2、3/0.2时,金属网内能的增加在抑制作用中起主导作用。