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矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究

作　者: 李孝斌
导　师: 李树刚
学　校: 西安科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 矿井瓦斯爆炸感应期光学特征光亮度高速摄影法
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 236次
引　用: 2次
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内容摘要

当前我国煤矿安全生产形势依然严峻，瓦斯爆炸事故频发，已经造成大量的人员伤亡和财物损毁。防止瓦斯爆炸事故已经成为保证煤矿安全生产的首要任务，同时也是实现煤与瓦斯安全共采的一个重要任务。煤矿发生瓦斯爆炸事故是多种因素共同作用的结果，其机理涉及很多复杂理论和试验技术课题，灾害现象发生过程的复杂性致使目前防治瓦斯爆炸事故的技术手段具有较大局限性。对瓦斯爆炸前期特别是感应期内光学特征的研究，可以为进一步深入研究瓦斯爆炸机理提供新的技术手段，为瓦斯爆炸探测技术提供数据支持，为瓦斯抑爆技术提供理论支持。本文依据瓦斯爆炸理论，讨论了瓦斯爆炸感应期的概念，在前人实验研究的基础上，探讨了瓦斯爆炸感应期的影响因素并做了定量分析。改进已有的瓦斯爆炸实验系统，采用高速摄影法进行了不同浓度瓦斯爆炸实验。利用MATLAB图像处理技术分析处理实验数据，分析了瓦斯爆炸初期可见光前沿传播特性，并在此基础上根据瓦斯爆炸感应期理论得出了瓦斯燃烧、爆炸感应期的确定方法，确定了实验中瓦斯燃烧、爆炸感应期，分析了瓦斯爆炸在感应期内可见光光亮度值的分布规律，得出光亮度最值的特征参数，并分析了瓦斯浓度对瓦斯燃烧感应期、爆炸感应期及感应期内可见光光亮度最值特征参数的影响。结合本文研究结果，提出瓦斯爆炸感应期内瓦斯爆炸探测系统的构想，展示了矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究在瓦斯爆炸探测领域里的应用前景。对进一步研究瓦斯爆炸机理具有一定参考意义，对发展瓦斯爆炸探测与控制技术具有一定理论指导意义。

全文目录

学位论文独创性说明  2
学位论文知识产权声明书  2-3
摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 研究背景  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 国内外瓦斯爆炸机理研究现状  10-11
    1.2.2 国内外利用光学特征研究瓦斯爆炸研究现状  11-12
  1.3 研究内容  12-13
  1.4 技术路线  13-14
2 矿井瓦斯爆炸机理分析  14-23
  2.1 瓦斯爆炸条件  14-15
  2.2 瓦斯爆炸理论  15-19
    2.2.1 热爆炸理论  15-17
    2.2.2 链式反应理论  17-19
  2.3 矿井瓦斯爆炸的传播过程与破坏作用  19-22
    2.3.1 矿井瓦斯爆炸的传播过程  19-20
    2.3.2 矿井瓦斯爆炸的破坏作用  20-22
  2.4 本章小结  22-23
3 矿井瓦斯爆炸感应期理论分析  23-32
  3.1 矿井瓦斯爆炸感应期的理论解释  23-26
    3.1.1 瓦斯爆炸感应期概念的讨论  23
    3.1.2 爆炸感应期的热爆炸理论描述  23-25
    3.1.3 爆炸感应期的链式反应理论描述  25-26
  3.2 瓦斯爆炸感应期的影响因素  26-30
    3.2.1 瓦斯浓度对瓦斯爆炸感应期的影响  26-28
    3.2.2 火源温度对瓦斯爆炸感应期的影响  28-30
  3.3 本章小结  30-32
4 矿井瓦斯爆炸实验初步分析  32-42
  4.1 实验系统设计  32-33
    4.1.1 瓦斯爆炸实验管道系统  32-33
    4.1.2 其它实验设备  33
    4.1.3 系统工作模式  33
  4.2 实验条件及参数设定  33-35
    4.2.1 实验条件  33
    4.2.2 实验参数设定  33-34
    4.2.3 点火器响应时间的确定  34-35
  4.3 基于 MATLAB图像处理技术的实验数据分析方法  35
  4.4 瓦斯爆炸可见光传播特性分析  35-41
    4.4.1 实验结果分析  35-40
    4.4.2 实验分析结果比较  40-41
  4.5 本章小结  41-42
5 矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征分析  42-61
  5.1 瓦斯爆炸感应期内光学特征实验定性分析  42-44
  5.2 瓦斯爆炸初期可见光前沿传播规律及感应期的确定  44-47
    5.2.1 瓦斯爆炸初期可见光前沿传播规律  44-46
    5.2.2 瓦斯爆炸感应期的确定  46-47
  5.3 瓦斯爆炸感应期内可见光亮度最值分布规律  47-54
  5.4 瓦斯浓度对感应期的影响  54-55
    5.4.1 瓦斯浓度对燃烧感应期的影响  54
    5.4.2 瓦斯浓度对爆炸感应期的影响  54-55
  5.5 瓦斯浓度对爆炸感应期内可见光亮度最值特征参数的影响  55-58
    5.5.1 瓦斯浓度对爆炸感应期内光亮度最大值的影响  55-56
    5.5.2 瓦斯浓度对爆炸感应期内光亮度平均值的影响  56-57
    5.5.3 瓦斯浓度对爆炸感应期内光亮度变化率最值的影响  57
    5.5.4 瓦斯浓度对爆炸感应期内燃烧光亮度阈值的影响  57-58
  5.6 矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究应用前景  58-59
  5.7 本章小结  59-61
6 结论  61-63
  6.1 主要结论  61-62
  6.2 展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录  68-71

矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究

内容摘要

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