第一章 绪论 1
第一节 瓦斯爆炸的研究背景及意义 1
一、研究背景 1
二、研究意义 2
第二节 国内外瓦斯爆炸研究现状 3
一、瓦斯爆炸机理研究 4
二、瓦斯爆炸冲击波传播规律研究 6
三、瓦斯爆炸火焰及有毒气体传播规律研究 8
四、瓦斯爆炸数值模拟的研究 9
五、瓦斯爆炸的破坏效应和伤害研究 11
六、瓦斯爆炸应急救援技术研究 13
七、存在的问题 14
第二章 瓦斯爆炸传播特性分析 16
第一节 瓦斯爆炸化学反应机理分析 16
第二节 瓦斯爆炸过程的物理描述 17
第三节 瓦斯爆炸传播机理 18
一、瓦斯爆炸过程冲击波传播机理 18
二、瓦斯爆炸过程火焰波传播机理 44
三、瓦斯爆炸过程毒气传播机理 47
第四节 瓦斯爆炸伤害机理 52
一、瓦斯爆炸冲击波伤害机理 52
二、瓦斯爆炸火焰波的伤害机理 53
三、矿井瓦斯爆炸生成的CO损伤机理 54
第三章 复杂条件下瓦斯爆炸传播规律实验研究 56
第一节 管道内瓦斯爆炸冲击波传播规律实验研究 56
一、一般空气区瓦斯爆炸冲击波在管道拐弯情况下传播规律实验研究 56
二、一般空气区瓦斯爆炸冲击波在管道截面变化情况下传播规律实验研究 65
三、一般空气区瓦斯爆炸冲击波在管道分叉情况下传播规律实验研究 72
第二节 管道内瓦斯爆炸火焰传播规律实验研究 79
一、实验系统及设备 79
二、实验方案及步骤 82
三、实验结果记录及火焰传播速度计算 84
四、火焰传播速度变化及其规律分析 89
第三节 管道内瓦斯爆炸毒气传播规律实验研究 91
一、管道密闭瓦斯爆炸实验 91
二、实验方法与步骤 94
三、实验结果分析 96
第四章 复杂条件下瓦斯爆炸传播规律数值模拟研究 104
第一节 管道内瓦斯爆炸冲击波传播规律数值模拟研究 104
一、Fluent软件的特点及适用对象 105
二、Fluent软件的求解思路 105
三、湍流流动控制方程 106
四、管道内瓦斯爆炸的初始、边界条件 107
五、建立离散化方程 107
六、求解离散方程 107
七、冲击波传播规律数值模拟研究 108
第二节 管道内瓦斯爆炸火焰传播规律数值模拟研究 129
一、数值模型建立的基本假设 129
二、火焰传播管道模型 130
三、模型网格划分及控制方程 131
四、数值模拟结果及传播速度规律分析 131
五、基于模拟结果的火焰温度变化及规律分析 145
六、火焰传播速度的实验结果与模拟结果对比分析 148
第三节 管道内瓦斯爆炸毒气传播规律数值模拟研究 150
一、管道充填区为4m瓦斯气体的爆炸过程模拟 150
二、瓦斯爆炸毒害气体传播模拟 152
三、实验与模拟比较 161
第五章 瓦斯爆炸伤害模型研究 165
第一节 瓦斯爆炸冲击波伤害模型研究 165
一、冲击波伤害、破坏准则 165
二、爆炸波对人的直接伤害 167
三、理想化情况井下瓦斯爆炸冲击波伤害的三区划分 169
第二节 瓦斯爆炸火球热辐射伤害模型研究 174
一、建立瓦斯爆炸事故伤害及破坏模型的基本原则 175
二、瓦斯爆炸事故伤害和破坏模型建立的基本假设 177
三、爆炸火球模型 179
四、瓦斯爆炸火球伤害效应 180
第三节 瓦斯爆炸毒气伤害模型研究 183
一、爆炸毒害气体在火焰和冲击波作用下的传播 184
二、基于扩散分布理论的毒害气体扩散模型 184
三、基于能量守恒理论的毒害气体扩散模型 186
四、毒害气体无风或有风状态下沿传播方向扩散变化的理论解 190
五、毒害气体伤害准则与分区 191
第六章 瓦斯爆炸应急救援预案 196
第一节 事故应急救援体系 196
一、事故应急救援管理 196
二、事故应急救援体系的基本构成 197
三、事故应急救援体系的响应机制 203
第二节 应急救援预案基本知识 207
一、应急救援预案职能 207
二、应急救援预案编制应注意的问题 208
三、应急救援预案编制程序 211
四、应急预案编制主要内容指南 215
第三节 应急救援预案编制 219
一、矿井概况及危险程度分析 220
二、应急处置基本原则 220
三、组织机构及职责 221
四、预防与预警 223
五、事故应急处理 226
六、应急救援物资与保障 231
七、预案的维护管理 234
八、预案编制领导小组及任务 235
第四节 应急救援预案演练实例 235
一、指导思想 235
二、应急演练目的 235
三、应急演练预案 236
四、演练组织与实施 237
五、应急演练准备 237
六、应急演练的要求 240
七、应急演练具体安排 242
八、应急演练主要步骤 242
九、应急演练技术支撑及保障条件 243
十、应急演练过程 244
十一、应急演练评估项目 247
参考文献 251