甲烷爆炸传播过程膜状障碍物的激励效应研究*

徐景德，田思雨，刘振乾，冯若尘

(1.华北科技学院 安全工程学院，河北 燕郊 101601；2.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院，北京 100083)

0 引言

瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产面临的主要威胁之一[1-3]，激励效应是瓦斯爆炸事故调查及防治必须高度注意的问题[4]。由于煤矿巷道中普遍存在设备设施等各种障碍物，使得巷道有效断面减小[5]。在瓦斯爆炸传播过程中，障碍物阻碍了爆炸冲击波和火焰波的原始传播途径，造成瓦斯爆炸压力和火焰传播速度显著提升[6]，同时紊流度的增加也使燃烧速率迅速提高。障碍物的激励效应直接影响到相关灾害事故的发生与演变，在某些条件下会导致二次爆炸甚至爆轰[7]。目前国内外学者对激励效应方面已经有大量研究，韩蓉等[8]研究了方形狭长密闭空间内存在球体障碍物时火焰及冲击波传播规律；丁建旭等[9]研究了变径圆柱障碍物组与爆轰波的耦合作用机制；郭丹彤等[10]研究了障碍物截面变化对混合气体爆炸特性参数的影响规律；Ciccarelli等[11]分析了障碍物尺寸和间距对粗糙管内火焰加速初始阶段的影响。所做的研究中大多采用铝、钢等材料来模拟矿车、支架等对巷道的阻塞作用，通常阻塞比小于1。

但是实际巷道中还存在另外一种柔性障碍物，在一些巷道中由于通风、防尘等工作的需要，为将空间中2段气流隔开，常采用布匹、隔膜等设置风帘、风障。此时隔膜则作为阻塞率为1的障碍物存在于巷道中。隔膜具有一定的弹性，剪切力较弱，易撕裂，且本身具有燃烧性[12]。……