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前言1

1绪论1

1.1煤矿瓦斯及爆炸事故概况1

1.2瓦斯爆炸研究历史及现状3

1.2.1 瓦斯爆炸基本特性3

1.2.2瓦斯爆炸传播特性及破坏模型5

1.2.3瓦斯爆炸危险性安全评价8

1.2.4瓦斯（煤尘）爆炸抑制技术10

1.2.5研究现状存在问题11

1.3瓦斯爆炸的危害12

1.3.1爆炸波12

1.3.2火焰锋面15

1.3.3大气成分的变化17

1.3.4其他破坏特点20

参考文献23

2瓦斯爆炸的物理化学基础31

2.1燃烧物理学基础31

2.1.1多组分气体基本参量31

2.1.2分子输运基本定律33

2.1.3基本守恒方程39

2.2化学热力学基础50

2.2.1生成热、反应热及燃烧热50

2.2.2自由能、平衡常数及绝热火焰温度56

2.3化学动力学基础64

2.3.1化学反应速率65

2.3.2反应速率的影响因素70

2.3.3基元反应速率理论74

2.3.4链反应78

参考文献82

3瓦斯爆炸传播的基础理论84

3.1预混火焰传播基础理论84

3.1.1火焰传播速度84

3.1.2层流火焰85

3.1.3湍流火焰90

3.2冲击波传播基础理论96

3.2.1运动冲击波方程96

3.2.2雨贡纽曲线与冲击波性质108

3.2.3弱冲击波的声学近似113

3.2.4运动冲击波极曲线117

3.2.5运动冲击波的正反射120

3.2.6冲击波的相互作用130

3.2.7初始间断的分解137

3.2.8运动冲击波的斜反射146

3.3瓦斯爆炸火焰与冲击波传播模型152

3.3.1爆燃和爆轰152

3.3.2瓦斯爆炸传播基本方程153

3.3.3瓦斯爆燃转爆轰的理论模型158

参考文献160

4瓦斯（煤尘）爆炸的基本特性161

4.1瓦斯爆炸的基本特性161

4.1.1瓦斯爆炸的条件161

4.1.2瓦斯爆炸的化学反应机理163

4.1.3瓦斯爆炸浓度极限及主要影响因素165

4.2煤尘爆炸的基本特性177

4.2.1煤尘爆炸的条件177

4.2.2煤尘爆炸的化学反应机理178

4.2.3煤尘爆炸特性及主要影响因素179

4.3瓦斯爆炸与煤尘爆炸的异同192

4.3.1瓦斯爆炸与煤尘爆炸的联系192

4.3.2瓦斯爆炸与煤尘爆炸的区别192

4.4瓦斯煤尘共存爆炸的基本特性193

4.4.1最低着火温度194

4.4.2最小点火能量195

4.4.3爆炸下限浓度196

4.4.4最大爆炸压力和最大压力上升速率199

参考文献200

5瓦斯爆炸传播过程的动力学特性202

5.1瓦斯爆炸传播的基本规律202

5.1.1爆炸传播的简化过程202

5.1.2火焰传播的基本规律203

5.1.3爆炸波结构变化规律205

5.1.4瓦斯爆炸的振荡特性208

5.2障碍物对瓦斯爆炸传播特性的影响222

5.2.1火焰传播特性222

5.2.2爆炸波传播特性223

5.2.3火焰与爆炸波之间的相互关系224

5.2.4火焰厚度变化规律226

5.3巷道结构对瓦斯爆炸传播特性的影响227

5.3.1巷道终端开闭227

5.3.2巷道支架234

5.3.3巷道断面突变244

5.3.4巷道分岔249

5.3.5巷道拐弯252

5.3.6并联巷网263

5.4巷道壁面对瓦斯爆炸传播特性的影响266

5.4.1壁面热效应266

5.4.2壁面粗糙度275

5.5外加电磁场对瓦斯爆炸传播特性的影响285

5.5.1电场285

5.5.2磁场299

5.5.3电场和磁场耦合作用310

5.6瓦斯爆炸扬尘特征321

5.6.1扬尘模型321

5.6.2扬尘特征及影响因素324

参考文献330

6矿井瓦斯爆炸危险性安全评价332

6.1评价系统及事故分析模型332

6.1.1安全评价方法332

6.1.2评价系统框架335

6.1.3事故分析方法及模型336

6.1.4瓦斯爆炸事故致因分析338

6.2评价指标343

6.2.1评价内容344

6.2.2评价指标体系344

6.2.3评价指标权重348

6.2.4评价指标值及危险性等级划分352

6.3评价软件系统356

6.3.1程序结构357

6.3.2软件平台358

6.3.3软件功能359

6.3.4现场应用369

参考文献373

7矿井瓦斯（煤尘）爆炸的控制技术375

7.1矿井瓦斯爆炸的防治375

7.1.1防止瓦斯积聚375

7.1.2防止瓦斯引燃383

7.1.3防止瓦斯爆炸事故扩大384

7.2被动式隔爆技术385

7.2.1被动式隔爆技术概述385

7.2.2隔爆水槽棚387

7.2.3隔爆水袋棚388

7.2.4快速移动式隔爆棚389

7.3自动隔抑爆技术390

7.3.1自动隔抑爆技术概述390

7.3.2实时产气式自动抑爆技术392

7.4巷道撒布岩粉惰化技术393

7.4.1技术原理393

7.4.2优缺点393

7.4.3岩粉性能要求393

7.4.4岩粉撒布规定394

7.5多孔金属材料抑爆技术394

7.5.1抑爆实验394

7.5.2抑爆数值模拟405

7.5.3抑爆性能评价及技术应用前景410

7.6真空腔抑爆技术414

7.6.1真空的性能414

7.6.2真空腔抑爆原理415

7.6.3真空腔抑爆实验416

参考文献425

8矿井瓦斯爆炸应急救援与事故分析426

8.1矿井瓦斯爆炸的应急救援426

8.1.1应急救援概述426

8.1.2应急救援的法律法规及标准430

8.1.3矿井应急救援装备与设施437

8.1.4矿井瓦斯爆炸应急救援预案的编制445

8.2矿井瓦斯爆炸事故分析450

8.2.1矿井瓦斯爆炸事故特点450

8.2.2矿井瓦斯爆炸事故处理原则450

8.2.3矿井瓦斯爆炸事故鉴别453

8.2.4矿井瓦斯爆炸事故案例463

参考文献468