№74-3
Вплив умов ініціювання метано-повітряної суміші на параметри вибуху у дегазаційному трубопроводі
М.М. Налисько1, А.О. Махінько1, С.О. Мамаєнко1
1Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 74:33-45
https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.033
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Підвищення безпеки персоналу на підземних роботах при загрозі виникнення газових вибухів, в т.ч. вибуху дегазаційних трубопровідів шляхом врахування впливу місця ініціювання вибуху і режиму горіння при розрахунку параметрів вибуху. Математичне моделювання процесу запалювання і горіння метано-повітряної суміші у дегазаційному газопроводі.
Методи дослідження. Аналіз і узагальнення теоретичних досліджень, чисельне моделювання газодинамічного процесу детонаційного горіння газоповітряної суміші, включаючи модель хімічної кінетики горіння, що в цілому дозволяє простежити динаміку формування ударних повітряних хвиль в умовах гірничих виробок. Математична обробка результатів експерименту методом найменших квадратів. При вирішенні рівнянь нелінійної регресії використовувалася лінеаризація методом логарифмування.
Результати дослідження. Встановлено, що динаміка горіння газоповітряної суміші істотно впливає на процес формування ударної повітряної хвилі: в режимі дефлаграціоного горіння газоповітряної суміші, з ініціюванням у краю хмари, довжина вибухової хвилі збільшена в 3,6 рази в сторону протилежну напряму розповсюдження горіння, а амплітуда хвилі на 10 % в сторону горіння. У режимі детонації спостерігається ефект направленого вибуху, при якому амплітуда ударної повітряної хвилі, що розповсюджується в сторону протилежну руху детонаційної хвилі, в 5 разів менше, ніж тієї, що рухається в прямому напрямі. Модель миттєвого об’ємного вибуху, в порівнянні з моделями горіння, дає занижені значення амплітуд.
Наукова новизна. В результаті чисельного моделювання процесу запалювання і горіння загазованої ділянки рудничної атмосфери отримані закономірності формування і поширення ударних повітряних хвиль, залежно їх параметрів від режиму горіння і місця ініціювання газоповітряної суміші.
Практична значимість. Проведені дослідження дозволяють удосконалити методику розрахунку стійкості дегазаційних трубопроводів та їх елементів до вибухового навантаження.
Ключові слова: газоповітряна суміш, миттєвий вибух, ударна хвиля, детонація, дефлаграційне горіння, точка ініціювання.
Перелік посилань
1. Уваров, М.О., & Когтєва, О.П. (2020). Рекомендації по визначенню окремих параметрів роботи дегазаційної системи вугільних шахт в аварійних умовах. Науковий вісник ДонНТУ, 1(4)–2(5), 110–118.
https://doi.org/10.31474/2415-7902-2020-1(4)-2(5)-110-118
2. Константінова, І.Б., Курносов, С.А., Макєєв, С.Ю., & Новіков, Л.А. (2018). Концептуальні засади функціонування шахтних дегазаційних систем. Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського, 6(113), 79–85.
https://doi.org/10.30929/1995-0519.2018.6.79-85
3. Kundu, S., Zanganeh, J., & Moghtaderi, B. (2016). A review on understanding explosions from methane–air mixture. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 40, 507–523.
https://doi.org/10.1016/j.jlp.2016.02.004
4. Ajrash, M., Zanganeh, J., & Moghtaderi, B. (2017). Deflagration of premixed methane-air in a large-scale detonation tube.Process Safety and Environmental Protection,109, 374–386.
https://doi.org/10.1016/j.psep.2017.03.035
5. Tang, C., Zhang, S., Si, Z., Huang, Z., Zhang, K., & Jin, Z.(2014). High methane natural gas/air explosion characteristics in confined vessel. Journal of Hazardous Materials, 278, 520–528.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.06.047
6. Mitu, М., Giurcan, V., Razus, D., Prodan, M., & Oancea, D. (2017).Propagation indices of methane-air explosions in closed vessels. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 47, 110–119.
https://doi.org/10.1016/j.jlp.2017.03.001
7. Налисько, М.М. (2015). Чисельний аналіз впливу обсягів загазування гірничих виробок на імпульс ударної повітряної хвилі. Вісник Криворізького національного університету, 39, 73–77.
