[發明專利]一種判斷煤礦掘進工作面瓦斯爆炸超壓的分析方法

有效

• 申請號: 201711022351.2
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107575265B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 段玉龍;劉洪;王文和;姚新友;廖浩;劉克輝;巫尚蔚
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F17/18;G06Q50/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種判斷煤礦掘進工作面瓦斯爆炸超壓的分析方法，其特征在于：包含如下步驟：

S1：計算不同初始狀態下瓦斯爆炸的總能量；

S2：結合爆炸氣體動力學知識建立掘進工作面瓦斯爆炸超壓預測模型并進行預測計算；

S3：結合實驗數據和氣體壓縮方程對超壓預測模型進行修正；

S4：利用大尺寸巷道的實測爆炸超壓數據和超壓預測數據進行對比，得出瓦斯爆炸的超壓修正預測模型；

步驟S1中初始狀態下瓦斯爆炸的總能量為：

其中：E為初始狀態下瓦斯爆炸的總能量，E_N為爆炸沖擊波波面內氣體的動能，E_K為爆炸沖擊波波面內氣體的內能，k為氣體壓縮系數，β為常數，P₁為沖擊波壓縮區域壓強，M為沖擊波衰減馬赫數，u₁為沖擊波壓縮區域介質速度，S為工作面的截面積，ρ₁沖擊波壓縮區域密度，x為距離點火源的距離；

步驟S2中所述瓦斯爆炸超壓預測模型為：

其中，ΔP為沖擊波超壓隨點火距離的衰減表示，c₁為沖擊波壓縮區域音速；

所述步驟S3具體為：

S31：引入空氣壓縮因子對超壓預測模型進行分析，空氣壓縮因子表示為：

其中，Z為空氣壓縮因子，Z_c為臨界壓縮因子為常數，P_r為比對壓力，V_r為比對摩爾體積，T_r為比對溫度；

S32：計算比對溫度，

其中，T為沖擊波陣面溫度，T_c為臨界溫度；

S33：計算比對壓力，

其中，P_b為爆炸超壓，P_c為空氣臨界壓力；

S34：得出修正后的瓦斯爆炸超壓預測模型，

2.根據權利要求1所述的一種判斷煤礦掘進工作面瓦斯爆炸超壓的分析方法，其特征在于：所述步驟S4具體為：

S41：對不同瓦斯濃度實測爆炸超壓數據進行擬合，擬合公式如下：

Δp_{9.5％、V瓦斯}＝-Aln(x)+10A

Δp_{7.0％、V瓦斯}＝-Bln(x)+10B

Δp_{5.0％、V瓦斯}＝-Cln(x)+10C

其中，A，B，C分別為擬合系數；

S42：對不同體積瓦斯的爆炸超壓預測模型和擬合公式進行比對分析，并求取擬合系數，

A＝28ln(V_瓦斯)-106

B＝26ln(V_瓦斯)-100

C＝24ln(V_瓦斯)-94

S43：根據實測數據選取模型函數，最終獲得瓦斯爆炸的超壓修正預測模型，

爆炸源100m范圍內

爆炸源100m以外：