煤與瓦斯突出沖擊波實驗研究.pdf

1、本文針對我國煤與瓦斯突出事故頻發和復雜性強的特點,從理論分析、實驗研究兩方面對煤與瓦斯突出及其產生的沖擊波進行研究,系統地模擬研究了煤與瓦斯突出后實驗管道內突出沖擊波傳播規律。對巷道內煤與瓦斯突出沖擊波的傳播特性進行了研究和總結。
　　本文由理論分析、在理論指導下實驗系統的搭建和實驗測試以及實驗結果與理論分析對比總結四個部分組成。首先,在相似理論的指導下自行設計加工一套煤與瓦斯突出實驗系統,該系統有突出實現系統和數據采集系統兩部分

2、組成,由模擬突出實驗系統實現煤與瓦斯的突出,然后通過動態數據采集系統將壓力變送器采集的電信號轉變成數字信號,測試突出發生后瓦斯產生的沖擊波的壓力變化特性,其次,根據空氣動力學原理,分析了突出發生與發展對沖擊波傳播的影響因素(突出參與的煤量、參與的瓦斯量與瓦斯壓力、實驗管道的布置與粗糙程度等);基于沖擊波間斷關系式,引入氣體狀態方程,推導出沖擊波傳播的超壓公式和沖擊波陣面的速度表達式。實驗研究部分,實驗驗證了理論分析關于煤與瓦斯突出沖擊波

3、傳播的結論。通過不同參與煤量、不同瓦斯壓力、不同瓦斯氣體和不同的巷道布置情況下的突出模擬實驗,分析了這幾種情況下突出沖擊波的影響關系。
　　實驗結果表明,獨立設計的整套實驗系統能很好地模擬煤與瓦斯突出這一復雜的動力現象,成功地模擬出了突出在巷道中的發生發展過程;產生沖擊波的大小的影響因素比較多,其中最為重要的是煤體內存儲的瓦斯膨脹能(煤與瓦斯突出的強度),而突出產生的初始超壓與瓦斯壓力有著密切的關系。通過沖擊波超壓公式和沖擊波氣流