Численное исследование многомерных задач распространения волн взрыва в горных выработках угольных шахт

• Автор: Астанин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1 Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Обзор работ по теме диссертации
1.2 Существующие методы расчёта взрывобезопасных расстояний
1.2.1 Методика В.М. Плотникова [87]
1.2.2 Методика газодинамического расчета параметров
Ь воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли [89]
1.3 Цель и задачи исследования
2 Исследование распространения ударных волн в местах изменения геометрии горных выработок
2.1 Распространение ударных волн в местах изменения
конфигурации горной выработки в двумерной постановке
2.2 Распространение ударных волн в местах изменения
конфигурации горной выработки в трехмерной постановке
2.3 Исследование распространения ударных волн через насыпные преграды и парашютные перемычки ;
2.3.1 Распространение ударных волн взрыва через
парашютные перемычки
2.3.2 Распространение ударных волн взрыва через завалы (загромождения) в горных выработках
2.4 Выводы по главе
3 Исследование влияния взрывов на выброс метана из обрушенных пород горных выработок
3.1 Постановка задачи
ф 3.1.1 Физическая постановка
3.1.2 Математическая постановка

3.2 Алгоритм численного решения
♦ 3.3 Результаты расчетов
3.4 Выводы по главе
4 Исследование взаимодействия ударных волн с защитными сооружениями
4.1 Оценка параметров физических процессов, сопровождающих прохождение ударной волны через двухфазную среду водных и пылевых защитных перемычек
4.1.1 Оценка релаксационных процессов для твердых частиц пыли
4.1.2 Релаксационные процессы в среде, состоящих из газа и жидких частиц
® 4.2 Равновесная модель двухфазного течения газа с частицами с
учетом объема, занимаемого конденсированной фазой
4.2.1 Термодинамические соотношения
4.2.2 Законы сохранения в двухфазной равновесной смеси газа и частиц
4.2.3 Соотношения на ударных волнах и волнах разрежения в равновесной двухфазной среде с учетом собственного объема частиц
4.3 Аналитические исследования прохождения ударной волны через защитную перемычку
4.3.1 Алгоритмы расчета взаимодействия ударной волны с границами раздела газа и равновесной двухфазной среды
4.4 Численная методика расчета взаимодействия волн взрыва с пылевыми и водными защитными перемычками
4.4.1 Постановка задачи
4.4.2 Результаты расчетов
4.5 Затухание ударных волн при их взаимодействии с системой, состоящей из дисперсной защитной перемычки и твердой преграды
* 4.5.1 Физические основы процесса

4.5.2 О выборе диапазонов изменения параметров газодинамической модели
4.5.3 Результаты расчетов
4.6 Газодинамический метод расчета взаимодействия ударной волны с водными защитными преградами с учетом ПАВ
4.6.1 Вывод уравнений
4.6.2 Постановка газодинамической задачи
4.6.3 Результаты расчетов
4.7 Выводы по главе
5 Заключение
Литература

На рисунке 2.17 представлен фрагмент расчетной области, содержащий парашютную перемычку в различные моменты времени. В первый представленный момент времени (4 = 0,08сек.) отчетливо видно
взаимодействие ударной волны взрыва с перемычкой — в той части выработки, где перемычка отсутствует происходит дифрагирование ударной волны и проникновение газа повышенного давления области за парашютной перемычкой. Перед парашютной перемычкой, где происходит отражение ударной волны, давление повышается — это легко проследить по более темному цвету заливки.
(=0,08 сек.
(=0,085 сек.
(=0,09 сек.
(=0,095 сек.
(=0,1 сек.
(=0,0105 сек.
(=0,11 сек.
(=0,115 сек.
Рис. 2.17. Взаимодействие ударной волны взрыва с парашютной перемычкой а — 0,3
На рисунках (2.18—2.22) представлены графики давления в точках 1-9 для различных значений а. Точки 7,8 и 9 располагались на расстоянии 50 метров от перемычки (рис. 2.16). Точки 1,2,3 располагались

Р,Па
1250000
1150000
1050000
950000
850000
750000
650000
550000
450000
350000
250000
150000
95 100 105 110 115
100 105 110 115
95 100 105 110 115
90 95 100 105 110 115
95 100 105 110 115
90 95 100 105 110 115