管道內置障條件下瓦斯爆炸傳播規律的綜述及展望*

劉振乾 屈英杰 王孟飛

中國礦業大學（北京） 資源與安全工程學院

我國95%的煤炭生產是井工開采，煤礦生產過程中的事故災害有瓦斯爆炸、頂板塌陷、火災、水災、煤塵爆炸5大災害；而在煤礦事故中，瓦斯爆炸事故發生頻率最高，造成的災害最嚴重，占煤礦總事故的30%以上[1]。煤礦瓦斯爆炸嚴重限制礦井的生產，造成巨大的經濟損失和人身傷亡。煤礦瓦斯爆炸經常發生在存在障礙物群（如通風設備、機械設備、測試儀器、各種管道、隧道支架、礦井風門等）的巷道中，而障礙物對煤礦瓦斯爆炸的火焰傳播及爆炸超壓等其他表征爆炸破壞能力的參數有重要影響。大量的研究表明，障礙物的存在對瓦斯爆炸壓力和火焰傳播速度具有顯著的激勵作用，障礙物的存在導致瓦斯爆炸的火焰傳播速度極大地增加，形成更強烈的爆炸超壓。掌握障礙物對瓦斯爆炸的影響，對維護人們的生命和財產安全具有重要的作用，故對管道內置障條件下瓦斯爆炸傳播規律的研究有重要意義[2]。

1 瓦斯爆炸傳播機理分析

在瓦斯爆炸機理方面，國內外許多學者都對于預混瓦斯氣體爆炸的化學反應機理進行了研究。他們提出瓦斯燃燒和爆炸是一種復雜的物理化學過程，是熱爆炸和鏈式反應機理綜合作用的結果，兩者相互促進，從而使甲烷的鏈式反應持續進行下去[3]。

礦井巷道中瓦斯爆炸絕大多數都可分為爆燃和爆轟2個階段。在爆炸初期，爆炸是以爆燃波的形式向前傳播，這時也會形成較大破壞作用的爆炸沖擊波，隨著可燃氣體的完全反應，爆燃波演變為爆轟波，最后衰減為聲波[4]。……