本發(fā)明涉及可燃?xì)怏w的爆炸試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

據(jù)統(tǒng)計(jì)，新中國成立至今，全國煤礦發(fā)生一次死亡百人以上的特別重大事故24起，死亡3780人，其中爆炸(包括瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸和煤塵爆炸)事故有21起，造成3424人死亡，事故起數(shù)和死亡人數(shù)占比分別為87.5％和90.58％。煤礦井下發(fā)生瓦斯爆炸后，沖擊波和火焰面沿著井下巷道向前傳播過程中，前驅(qū)沖擊波可以將采空區(qū)或其它地點(diǎn)積存的瓦斯沖出，若新的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸極限，當(dāng)滯后于沖擊波的火焰到達(dá)該可燃區(qū)域后，極有可能發(fā)生瓦斯重復(fù)爆炸。與一次爆炸相比，瓦斯重復(fù)爆炸往往造成更大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

從各種文獻(xiàn)和報(bào)道中得知，國內(nèi)外專家對瓦斯重復(fù)爆炸的研究較少，而且現(xiàn)有的瓦斯爆炸試驗(yàn)成果大多是在球體或平直管道內(nèi)開展實(shí)驗(yàn)獲得的，關(guān)于模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)內(nèi)的瓦斯重復(fù)爆炸更是缺乏研究，其形成的機(jī)理及影響因素也并不十分清楚。所以，有必要發(fā)明一種模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法，為預(yù)防和控制煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害提供理論指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：針對目前國內(nèi)外對模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸缺乏實(shí)驗(yàn)研究，以及對瓦斯重復(fù)爆炸形成機(jī)理及影響因素并不十分清楚的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種操作簡單、靈活多變、綜合功能多的模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法，通過本發(fā)明能研究模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)內(nèi)的瓦斯重復(fù)爆炸超壓發(fā)展規(guī)律、瓦斯重復(fù)爆炸火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律、瓦斯重復(fù)爆炸引起的風(fēng)流變化規(guī)律。

技術(shù)方案：

一種模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

a.搭建模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)完成后，將設(shè)定濃度的甲烷與空氣混合氣體通入前后兩個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋內(nèi)，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)左端的管道內(nèi)布設(shè)前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)的其它設(shè)定管道內(nèi)安設(shè)后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋，模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)的最右端始終敞開；

b.將帶有中心小孔的法蘭盤與模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)的左端相連，在法蘭盤的中心小孔處布設(shè)高壓放電火花塞，把高壓放電火花塞的一端伸入前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋內(nèi)，將高壓放電火花塞的另一端通過高壓屏蔽電纜與高壓放電點(diǎn)火器相連；

c.在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)外壁面上的設(shè)定位置布設(shè)高頻火焰?zhèn)鞲衅骱透哳l壓力傳感器，通過火焰信號傳輸線將高頻火焰?zhèn)鞲衅髋c火焰數(shù)據(jù)采集器相連，通過壓力信號傳輸線將高頻壓力傳感器與壓力數(shù)據(jù)采集器相連，把火焰數(shù)據(jù)采集器和壓力數(shù)據(jù)采集器分別與數(shù)據(jù)處理器相連；

d.啟動高壓放電點(diǎn)火器，高壓放電火花塞打出的電火花引燃前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體，形成的瓦斯爆炸火焰面和沖擊波沿著模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)傳播，沖擊波擊破后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋后，當(dāng)滯后于沖擊波的火焰面引燃后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體時(shí)，發(fā)生瓦斯重復(fù)爆炸，高頻火焰?zhèn)鞲衅骱透哳l壓力傳感器分別將瓦斯爆炸火焰信號和壓力信號傳輸至火焰數(shù)據(jù)采集器和壓力數(shù)據(jù)采集器，通過數(shù)據(jù)處理器儲存瓦斯重復(fù)爆炸數(shù)據(jù)，分析模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)內(nèi)的瓦斯重復(fù)爆炸超壓發(fā)展規(guī)律、瓦斯重復(fù)爆炸火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律、瓦斯重復(fù)爆炸引起的風(fēng)流變化規(guī)律。

進(jìn)一步，所述前后兩個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋內(nèi)的甲烷濃度在6～15％范圍內(nèi)，前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋安設(shè)在所述模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)最左端的部分管道內(nèi)，后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的試驗(yàn)方案安設(shè)在所述模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)的其它部分管道內(nèi)。

進(jìn)一步，所述高頻火焰?zhèn)鞲衅髋c所述高頻壓力傳感器的數(shù)量及安設(shè)位置根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的試驗(yàn)方案確定。

有益效果：通過模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸試驗(yàn)方法進(jìn)行研究，一方面可以形象地再現(xiàn)瓦斯初次爆炸引燃二次爆炸的發(fā)展過程，繼而科學(xué)、準(zhǔn)確地探索瓦斯重復(fù)爆炸的機(jī)理及影響因素；另一方面可以研究發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)變時(shí)煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)中風(fēng)流流動的變化規(guī)律，建立角聯(lián)巷網(wǎng)風(fēng)流方向的判別式；如果把后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋換成沉積的煤塵或其它粉塵類物質(zhì)，利用本發(fā)明還可以研究煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)內(nèi)瓦斯爆炸引燃粉塵爆炸的特性；另外，本發(fā)明具有操作簡單、靈活多變、綜合功能多等優(yōu)點(diǎn)，有利于開展教學(xué)與研究工作，對瓦斯重復(fù)爆炸特性研究具有重要意義，為煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害的防控提供理論指導(dǎo)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)，2a—前面的甲烷空氣預(yù)混氣袋，2b—后面的甲烷空氣預(yù)混氣袋，3—高頻火焰?zhèn)鞲衅鳎?—高頻壓力傳感器，5—高壓放電火花塞，6—高壓屏蔽電纜，7—高壓放電點(diǎn)火器，8—火焰信號傳輸線，9—火焰數(shù)據(jù)采集器，10—壓力信號傳輸線，11—壓力數(shù)據(jù)采集器，12—數(shù)據(jù)處理器，13—法蘭盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和各實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例一、如圖1所示，一種模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

a.搭建模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1完成后，將10％濃度的甲烷與空氣混合氣體通入前后兩個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a和2b內(nèi)，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1最左端的部分管道內(nèi)布設(shè)前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的角聯(lián)分支部分管道內(nèi)安設(shè)后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b，模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的最右端始終敞開；

b.將帶有中心小孔的法蘭盤13與模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的左端相連，在法蘭盤13的中心小孔處布設(shè)高壓放電火花塞5，把高壓放電火花塞5的一端伸入前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a內(nèi)，將高壓放電火花塞5的另一端通過高壓屏蔽電纜6與高壓放電點(diǎn)火器7相連；

c.根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的試驗(yàn)方案在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1外壁面上的設(shè)定位置布設(shè)高頻火焰?zhèn)鞲衅?和高頻壓力傳感器4，通過火焰信號傳輸線8將高頻火焰?zhèn)鞲衅?與火焰數(shù)據(jù)采集器9相連，通過壓力信號傳輸線10將高頻壓力傳感器4與壓力數(shù)據(jù)采集器11相連，把火焰數(shù)據(jù)采集器9和壓力數(shù)據(jù)采集器11分別與數(shù)據(jù)處理器12相連；

d.啟動高壓放電點(diǎn)火器7，高壓放電火花塞5打出的電火花引燃前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體，形成的瓦斯爆炸火焰面和沖擊波沿著模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1傳播，沖擊波擊破后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b后，當(dāng)滯后于沖擊波的火焰面引燃后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體時(shí)，發(fā)生瓦斯重復(fù)爆炸，高頻火焰?zhèn)鞲衅?和高頻壓力傳感器4分別將瓦斯爆炸火焰信號和壓力信號傳輸至火焰數(shù)據(jù)采集器9和壓力數(shù)據(jù)采集器11，通過數(shù)據(jù)處理器12儲存瓦斯重復(fù)爆炸數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)處理器12所記錄的火焰和壓力數(shù)據(jù)分析，既可以深入研究瓦斯初次爆炸引燃二次爆炸的發(fā)展過程，據(jù)此進(jìn)一步探索瓦斯重復(fù)爆炸的機(jī)理及影響因素，還可以揭示發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)變時(shí)煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)中風(fēng)流流動的變化規(guī)律，建立角聯(lián)巷網(wǎng)風(fēng)流方向的判別式，為煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害的防控提供理論指導(dǎo)。

實(shí)施例二、如圖2所示，一種模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)瓦斯重復(fù)爆炸的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

a.搭建模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1完成后，將8％濃度的甲烷與空氣混合氣體通入前后兩個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a和2b內(nèi)，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1最左端的部分管道內(nèi)布設(shè)前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a，在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的下邊緣分支部分管道內(nèi)安設(shè)后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b，模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的最右端始終敞開；

b.將帶有中心小孔的法蘭盤13與模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1的左端相連，在法蘭盤13的中心小孔處布設(shè)高壓放電火花塞5，把高壓放電火花塞5的一端伸入前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a內(nèi)，將高壓放電火花塞5的另一端通過高壓屏蔽電纜6與高壓放電點(diǎn)火器7相連；

c.根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的試驗(yàn)方案在模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1外壁面上的設(shè)定位置布設(shè)高頻火焰?zhèn)鞲衅?和高頻壓力傳感器4，通過火焰信號傳輸線8將高頻火焰?zhèn)鞲衅?與火焰數(shù)據(jù)采集器9相連，通過壓力信號傳輸線10將高頻壓力傳感器4與壓力數(shù)據(jù)采集器11相連，把火焰數(shù)據(jù)采集器9和壓力數(shù)據(jù)采集器11分別與數(shù)據(jù)處理器12相連；

d.啟動高壓放電點(diǎn)火器7，高壓放電火花塞5打出的電火花引燃前一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2a內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體，形成的瓦斯爆炸火焰面和沖擊波沿著模擬煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)1傳播，沖擊波擊破后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b后，當(dāng)滯后于沖擊波的火焰面引燃后一個(gè)甲烷空氣預(yù)混氣袋2b內(nèi)的甲烷空氣預(yù)混氣體時(shí)，發(fā)生瓦斯重復(fù)爆炸，高頻火焰?zhèn)鞲衅?和高頻壓力傳感器4分別將瓦斯爆炸火焰信號和壓力信號傳輸至火焰數(shù)據(jù)采集器9和壓力數(shù)據(jù)采集器11，通過數(shù)據(jù)處理器12儲存瓦斯重復(fù)爆炸數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)處理器12所記錄的火焰和壓力數(shù)據(jù)分析，既可以深入研究瓦斯初次爆炸引燃二次爆炸的發(fā)展過程，據(jù)此進(jìn)一步探索瓦斯重復(fù)爆炸的機(jī)理及影響因素，還可以揭示發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)變時(shí)煤礦角聯(lián)巷網(wǎng)中風(fēng)流流動的變化規(guī)律，建立角聯(lián)巷網(wǎng)風(fēng)流方向的判別式，為煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害的防控提供理論指導(dǎo)。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。