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商品參數

復雜條件下瓦斯爆炸傳播規律及傷害模型
	曾用價	108.00
	齣版社	科學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2017年06月
	開本	16
	作者	景國勛，賈智偉，程磊,等
	裝幀	平裝
	頁數	268
	字數	340
	ISBN編碼	9787030531230

內容介紹
　　本書針對復雜網絡巷道受限空間條件下瓦斯爆炸衝擊波、火焰波、有毒有害氣體的傳播規律及傷害模型問題進行研究。論述瞭我國瓦斯爆炸事故研究的背景及意義，統計瞭近年來我國發生的瓦斯爆炸事故資料，分析瞭瓦斯爆炸事故的危害性，闡述瞭瓦斯爆炸傳播規律及傷害模型研究的意義。對瓦斯爆炸傳播特性進行瞭理論分析，包括瓦斯爆炸的化學反應機理、物理特性、傳播過程中的影響因素及傷害機理。通過實驗、數值模擬研究瓦斯爆炸衝擊波、火焰、毒氣在不同類型管道內的傳播規律，進一步完善瞭瓦斯爆炸傳播機理。建立瞭瓦斯爆炸衝擊波、火焰波、有毒有害氣體傷害模型，提齣瓦斯爆炸防治對策措施，為預防和控製煤礦瓦斯爆炸事故提供理論基礎和科學依據。

目錄
目錄
前言
第*章 緒論 1
第*節 瓦斯爆炸的研究背景及意義 1
一、研究背景 1
二、研究意義 2
第二節 國內外瓦斯爆炸研究現狀 3
一、瓦斯爆炸機理研究 4
二、瓦斯爆炸衝擊波傳播規律研究 6
三、瓦斯爆炸火焰及有毒氣體傳播規律研究 8
四、瓦斯爆炸數值模擬的研究 9
五、瓦斯爆炸的破壞效應和傷害研究 11
六、瓦斯爆炸應急救援技術研究 13
七、存在的問題 14
第二章 瓦斯爆炸傳播特性分析 16
第*節 瓦斯爆炸化學反應機理分析 16
第二節 瓦斯爆炸過程的物理描述 17
第三節 瓦斯爆炸傳播機理 18
一、瓦斯爆炸過程衝擊波傳播機理 18
二、瓦斯爆炸過程火焰波傳播機理 44
三、瓦斯爆炸過程毒氣傳播機理 47
第四節 瓦斯爆炸傷害機理 52
一、瓦斯爆炸衝擊波傷害機理 52
二、瓦斯爆炸火焰波的傷害機理 53
三、礦井瓦斯爆炸生成的CO損傷機理 54
第三章 復雜條件下瓦斯爆炸傳播規律實驗研究 56
第*節 管道內瓦斯爆炸衝擊波傳播規律實驗研究 56
一、一般空氣區瓦斯爆炸衝擊波在管道拐彎情況下傳播規律實驗研究 56
二、一般空氣區瓦斯爆炸衝擊波在管道截麵變化情況下傳播規律實驗研究 65
三、一般空氣區瓦斯爆炸衝擊波在管道分叉情況下傳播規律實驗研究 72
第二節 管道內瓦斯爆炸火焰傳播規律實驗研究 79
一、實驗係統及設備 79
二、實驗方案及步驟 82
三、實驗結果記錄及火焰傳播速度計算 84
四、火焰傳播速度變化及其規律分析 89
第三節 管道內瓦斯爆炸毒氣傳播規律實驗研究 91
一、管道密閉瓦斯爆炸實驗 91
二、實驗方法與步驟 94
三、實驗結果分析 96
第四章 復雜條件下瓦斯爆炸傳播規律數值模擬研究 104
第*節 管道內瓦斯爆炸衝擊波傳播規律數值模擬研究 104
一、Fluent軟件的特點及適用對象 105
二、Fluent軟件的求解思路 105
三、湍流流動控製方程 106
四、管道內瓦斯爆炸的初始、邊界條件 107
五、建立離散化方程 107
六、求解離散方程 107
七、衝擊波傳播規律數值模擬研究 108
第二節 管道內瓦斯爆炸火焰傳播規律數值模擬研究 129
一、數值模型建立的基本假設 129
二、火焰傳播管道模型 130
三、模型網格劃分及控製方程 131
四、數值模擬結果及傳播速度規律分析 131
五、基於模擬結果的火焰溫度變化及規律分析 145
六、火焰傳播速度的實驗結果與模擬結果對比分析 148
第三節 管道內瓦斯爆炸毒氣傳播規律數值模擬研究 150
一、管道充填區為4m瓦斯氣體的爆炸過程模擬 150
二、瓦斯爆炸毒害氣體傳播模擬 152
三、實驗與模擬比較 161
第五章 瓦斯爆炸傷害模型研究 165
第*節 瓦斯爆炸衝擊波傷害模型研究 165
一、衝擊波傷害、破壞準則 165
二、爆炸波對人的直接傷害 167
三、理想化情況井下瓦斯爆炸衝擊波傷害的三區劃分 169
第二節 瓦斯爆炸火球熱輻射傷害模型研究 174
一、建立瓦斯爆炸事故傷害及破壞模型的基本原則 175
二、瓦斯爆炸事故傷害和破壞模型建立的基本假設 177
三、爆炸火球模型 179
四、瓦斯爆炸火球傷害效應 180
第三節 瓦斯爆炸毒氣傷害模型研究 183
一、爆炸毒害氣體在火焰和衝擊波作用下的傳播 184
二、基於擴散分布理論的毒害氣體擴散模型 184
三、基於能量守恒理論的毒害氣體擴散模型 186
四、毒害氣體無風或有風狀態下沿傳播方嚮擴散變化的理論解 190
五、毒害氣體傷害準則與分區 191
第六章 瓦斯爆炸應急救援預案 196
第*節 事故應急救援體係 196
一、事故應急救援管理 196
二、事故應急救援體係的基本構成 197
三、事故應急救援體係的響應機製 203
第二節 應急救援預案基本知識 207
一、應急救援預案職能 207
二、應急救援預案編製應注意的問題 208
三、應急救援預案編製程序 211
四、應急預案編製主要內容指南 215
第三節 應急救援預案編製 219
一、礦井概況及危險程度分析 220
二、應急處置基本原則 220
三、組織機構及職責 221
四、預防與預警 223
五、事故應急處理 226
六、應急救援物資與保障 231
七、預案的維護管理 234
八、預案編製領導小組及任務 235
第四節 應急救援預案演練實例 235
一、指導思想 235
二、應急演練目的 235
三、應急演練預案 236
四、演練組織與實施 237
五、應急演練準備 237
六、應急演練的要求 240
七、應急演練具體安排 242
八、應急演練主要步驟 242
九、應急演練技術支撐及保障條件 243
十、應急演練過程 244
十一、應急演練評估項目 247
參考文獻 251

在綫試讀
第*章 緒論
　　第*節 瓦斯爆炸的研究背景及意義
　　一、研究背景
　　在21世紀前50年內，世界能源的發展趨勢仍將以化石燃料為主。隨著石油、天然氣資源的日漸短缺和潔淨煤技術的進一步發展，煤炭的重要性和地位還會逐漸提升。2009年我國的能源消費結構是：煤炭占77.2%，石油占9.9%，天然氣占4.1%，水電、核電、風電占8.8%。2016年，我國能源消費總量低速增長，能源消費結構更趨閤理，清潔能源比例繼續提高，煤炭消費比例下降，非化石能源和天然氣消費比例進一步提高。根據現在我國資源狀況和煤炭在能源生産及消費結構中的比例，即使在新能源和可再生能源方麵取得長足發展，得到應用，但至2050年，在我國能源消費結構中煤炭所占的比例仍然會在50%以上。由此可見煤炭依然是當今中國的主要能源，以煤炭為主體的能源結構在相當長的一段時間內不會改變，我國以煤炭為主的能源戰略在短時間內也不會發生較大變化，而煤礦安全生産依然是我國經濟發展的重要影響因素。
　　隨著科學技術的進步及煤礦管理水平的提高及安全投入的增加和全社會對安全工作的重視，煤礦百萬噸死亡率在逐年下降。雖然我國煤礦的安全狀況正趨於好轉，但仍然與國傢、人民的期待有很大差距，還相當落後，與國際上發展中國傢的水平有差距，與發達國傢的先進水平相比差距更大。現在發展中的煤炭大國，如印度、南非、波蘭等國傢，百萬噸死亡率在0.5左右，先進國傢，如美國、澳大利亞，大概是0.03、0.05，我國的煤炭安全狀況現在正在趕超發展中的煤炭大國，但百萬噸死亡率仍是發達國傢的近20倍、30倍[1]。由此可以看齣，我國煤礦麵臨的安全形勢依然嚴峻。
　　我國煤礦産能的95%來自井工礦，大中型煤礦平均開采深度456m，采深大於600m的礦井産量占28.5%，*深達1365m。超韆米深井已超過20個，深井數量逐年增加。隨著開采強度的不斷加大，預計開采深度平均每年增加10～20m，煤礦相對瓦斯湧齣量平均每年增加1m3/t，地應力、瓦斯壓力也隨之增大，高瓦斯和煤與瓦斯突齣礦井的比例逐漸增大，煤與瓦斯突齣危險與衝擊地壓災害耦閤現象將會凸顯齣來[2]。
　　據統計，國有重點煤礦中，高瓦斯礦井占21.0%，煤與瓦斯突齣礦井占21.3%，瓦斯礦井占57.7%。地方國有煤礦和鄉鎮煤礦中，高瓦斯和煤與瓦斯突齣礦井占15%。我國煤礦具有瓦斯爆炸危險的礦井普遍存在；全國煤礦中具有瓦斯煤塵爆炸危險性的礦井占煤礦總數的60%以上，煤塵爆炸指數在45%以上的煤礦占16.3%；國有重點煤礦中具有瓦斯煤塵爆炸危險性的煤礦占87.4%，其中具有強爆炸性的占60%以上[2]。
　　在煤礦安全事故中，瓦斯爆炸是煤礦重大惡性事故之一，治理難度大而且*為嚴重，往往造成重大人員傷亡和財産損失。而多數重特大煤礦事故均有煤塵的參與，煤塵的參與不僅會使爆炸的威力劇烈增加，而且煤塵的不完全反應會釋放齣大量的毒氣，從而造成更多的人員傷亡和財産損失。煤礦瓦斯爆炸等重大災害事故的發生，不僅製約國民經濟的快速發展、限製礦井生産能力，造成重大人員傷亡、財産損失和惡劣社會影響，而且嚴重地損害我國的國際形象。同時，爆炸事故的發生也暴露瞭目前在煤礦瓦斯煤塵爆炸防治方麵存在的一些亟待研究和解決的重大理論和技術問題。
　　二、研究意義
　　在礦井爆炸事故中，瓦斯爆炸事故通常是瓦斯和煤塵混閤爆炸，瓦斯爆炸形成的衝擊波捲揚起沉積的煤塵形成煤塵雲參與爆炸，其危害程度和範圍要比單一瓦斯爆炸大得多，具有破壞性大和復雜性強的特點。所以瓦斯爆炸災害長期以來一直受到國傢及廣大煤礦安全專傢和學者的高度重視。多年來，特彆是近幾年國傢相繼齣颱瞭一係列煤礦瓦斯防治辦法和技術防範措施，學者們對瓦斯爆炸的預防及控製進行瞭不少研究，對預防和控製瓦斯爆炸起到瞭一定的作用，但是瓦斯爆炸事故頻發的勢頭仍然不能被遏製。
　　從基礎理論角度來講，研究礦井瓦斯爆炸，能夠從根本上消除産生瓦斯爆炸的條件或者能夠控製瓦斯爆炸的進一步傳播，把災害消滅在萌芽時期或限製在一定範圍內，將破壞降到*小。從管理角度上講，研究礦井瓦斯爆炸，及時采取防災減災措施消除爆炸隱患，也是減少事故發生的另一個重要途徑。從基礎理論方麵進行研究能正確揭示復雜的礦井環境下的瓦斯爆炸機理，其研究成果將直接服務於對煤礦瓦斯爆炸事故的安全管理措施的製訂，是製訂防災減災措施的基礎，國傢也高度重視煤礦瓦斯災害方麵的防治技術的研究。
　　在礦井瓦斯爆炸事故中，一般是瓦斯在空氣中的濃度達到爆炸極限，遇到火源引起爆炸。爆炸産生衝擊波、火焰、有毒有害氣體，在礦井巷道受限空間內進行傳播，破壞巷道及巷道內設備設施，對人員的身體生命造成傷害。衝擊波超壓強度、火焰溫度、有毒有害氣體的濃度及傳播的範圍影響破壞與傷害程度的大小。因此，研究爆炸衝擊波、火焰、有毒有害氣體傳播的規律尤顯重要。
　　隻有在研究瞭瓦斯爆炸傳播規律之後，纔能針對礦井具體條件采取有效防爆、抑爆措施和阻隔爆設施，預防和控製礦井瓦斯煤塵爆炸，將爆炸限定在一定範圍內，減少爆炸造成的災害與損失；纔能在爆炸事故發生後，及時有效地組織救援，在其後進行的事故調查中，科學地分析與認定爆炸事故中爆源的位置、爆炸波及範圍、爆炸事故發生的原因和造成的損失；纔能從理論方麵奠定瓦斯爆炸預防和控製新技術的研究基礎，有助於研製齣安全可靠的阻隔爆設施與性能穩定的避災抗災設施。
　　因此，無論是從煤礦瓦斯爆炸事故的防災減災，還是從礦山應急救援角度齣發抑或從新技術、新設備的研發方麵來考慮，都應該對爆炸的機理與傳播特性進行研究。研究巷道受限空間內瓦斯爆炸傳播規律，對於有效預防與減少煤礦瓦斯爆炸事故所帶來的災害與損失，具有十分重要的經濟和社會意義。
　　第二節 國內外瓦斯爆炸研究現狀
　　瓦斯爆炸事故伴隨著煤炭開采而存在。隨著煤礦采深逐年增加，礦井瓦斯湧齣量越來越大，排放瓦斯的壓力也越來越大，引起瓦斯爆炸的可能性增加。近30年來隨著煤礦開采技術和安全技術的不斷進步，對瓦斯爆炸的發生機理、傳播過程、影響因素、災後評估及救災決策方麵的研究取得瞭大量的成果，但是仍有幾個重大問題沒有得到很好的解決，所以研究成果在礦井瓦斯爆炸事故防治的過程中，應用效果不

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