瓦斯爆炸衰减规律和破坏效应

摘要。瓦斯爆炸的传播和衰减规律的研究是基于燃烧学、爆炸力学和应用数学等学科从爆炸所在环境出发的应用研究。瓦斯爆炸对构筑物的破坏效应是通过对冲击波阵面上超压、冲击波的作用时间及构筑物所处的位置、构筑物的形状等因素的研究进行的，而瓦斯爆炸的破坏机理和对通风系统破坏效应方面的研究不但可以加深理论而且还可以应用于实践。矿井瓦斯爆炸传播规律、衰减规律和破坏效应的研究成果，对事故防治和调查可以提供重要的技术支撑。

关键词：瓦斯爆炸；衰减规律；破坏效应；掘进巷道；冲击波

1引言

我国煤矿瓦斯大，瓦斯涌出强度高，危险性较大。大中型煤矿中，高瓦斯矿井占20.34%；小型煤矿中，高瓦斯矿井占15%左右。随着开采深度的增加，机械化程度的提高，开采强度的增大，瓦斯涌出量就会进一步增大；那么，瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点。因此，在煤矿安全事故中，瓦斯爆炸事故一直是煤矿最严重的灾害之一。2004年10月20日22：10，郑煤集团大平煤矿突然发生岩巷特大瓦斯事故，148人遇难；2004年11月28日上午07：10左右，xx省铜川矿务局陈家山煤矿发生一起瓦斯爆炸事故，166人遇难；2005年2月1415：03，xx省xx市孙家湾煤矿发生一起特大瓦斯事故，死亡人数214人。

从以上几起近期发生的影响较大的瓦斯爆炸事故来看，造成大量的人员伤亡和重大财产损失的原因在于管理漏洞，对发生瓦斯爆炸后通风系统破坏程度不能及时了解，决策不够及时；反过来，当决策人员对破坏程度的不同有了了解就有助于救灾决策，确定要保护的关键的通风构筑物，调节通风系统，使爆炸后产生的有害烟流及时排出，保持通风系统的稳定、保护井下人员的安全，从而将重大事故灾害造成的破坏减少到最低程度。无论对于决策人员还是对于研究人员而言，发生瓦斯爆炸过程中以及瓦斯爆炸后表征爆炸的压力场、温度场和浓度变化规律和衰减规律的参数的获得都较难。

因此，在掘进工作面瓦斯的聚积位置、浓度、体积确定的条件下，研究瓦斯爆炸后超压、温度和瓦斯浓度的变化、衰减规律，瓦斯爆炸对通风设施的破坏效应及对通风系统的破坏作用和影响范围，以及由此而导致的有毒气体的蔓延规律和产生的风流紊乱定量分析，对于减少瓦斯爆炸灾害对人员的伤亡、建立健全有效可行的瓦斯爆炸灾害预防处理计划和救灾决策具有十分重要的意义。

2瓦斯爆炸机理

瓦斯爆炸事故是经济损失最大、人员伤亡最多的事故，也是造成社会影响最大的重特大事故。有效防止瓦斯爆炸事故是改善我国煤矿安全状况的重中之重〔1〕。要想了解瓦斯爆炸冲击波在巷道中的衰减规律和对井下构筑物或障碍物的破坏作用，就必须首先了解瓦斯爆炸的传播机理。