Numerical investigation and analysis of indoor gas explosion: A case study of “6·13” major gas explosion accident in Hubei Province,China

Taking the ' 6·13 ′ major gas explosion accident in Shiyan, Hubei Province, China as an example, three problems were studied in this work: (1)The determination of the volume of natural gas involved in the explosion; (2)The propagation process of shock wave inside the building and the damage evolution process of the accident-related building; (3)The overpressure and fragment injury to the person outside the building. Through the numerical simulation in ANSYS/LS-DYNA software, the volume of natural gas involved in the explosion is determined to be 10240 × 1400 × 400 cm (length × width × height) from three perspectives: the damage to the building, the distribution of overpressure inside the building, and the TNT equivalent of the explosion energy. The simulation results are in good line with the accident, which verifies the effectiveness of the scheme and the accuracy of the numerical model. Based on the reasonable filling scheme, the propagation process of shock waves inside the building, the damage evolution process of the building, and the injury ranges of overpressure and fragments outside the building are analyzed. It can be found that the propagation of shock waves in confined space is complex and variable. The explosion shock waves are first reflected and superimposed in the watercourse, resulting in pressure rise. At about 8ms, the shock waves rushed into the first-floor space of the building, and the maximum overpressure was about 0.56 MPa. At about 50 ms, the shock waves rushed into the second-floor space, and the maximum overpressure was about 0.139 MPa. The first and second-floor slabs and infilled walls were almost completely destroyed. The interior walls of the infilled walls are mainly collapsed, and the exterior walls are ejection around the building as the center. The peak displacement and peak velocity of the interior walls of each floor are about 15% of the exterior walls. The fragments which cause fragment injury mainly come from the retaining wall above the watercourse, the maximum velocity is about 89 m/s, and the maximum displacement is 8.9 m. The safety distance of fragment injury is about 8.8 m, while the safety distance of overpressure injury is about 4.6 m. The lethal distance of fragment injury is greater than that of overpressure injury. Compared with the distance between different damage levels of overpressure injury, the difference in fragment injury is small. Therefore, the safety assessment at the engineering level only needs to consider the safety distance of fragment injury. This study can provide suggestions for evaluating the damage of natural gas cloud explosions in confined spaces and is helpful for accident investigation and safety protection.     

高温独头巷道人工制冷降温效果的优化研究*

为优化移动式人工制冷设备在高温独头掘进巷道工作面的制冷效果,通过设置风障形成密闭制冷空间,利用数值计算的方法,分别分析风障距工作面距离、回风管压力、回风管垂直高度对掘进工作面制冷效果的影响。研究结果表明:设置风障能够有效缩小制冷空间,阻隔热量,提高制冷效果;风障与工作面之间的距离对制冷效果有显著影响,风障的最佳布置距离为5 m;回风口压力过大或过小都不利于制冷效果,最佳压力为-70 Pa;回风管垂直高度不同,制冷效果也大有不同,其最佳高度为1 m。利用数值模拟所得工况参数进行现场试验,结果表明风障在高温独头掘进巷道降温中具有良好的实际应用效果。研究结果对高温矿井人工制冷工况优化,提高制冷效果具有指导意义。     

湖北省60年代以来气温日较差的变化趋势

利用湖北省７２站１９６１￣１９９５年逐月最高、最低气温资料,计算并详细分析了湖北省年、四季及逐月气温日较差的线性变化趋势。结果表明：（１）年最低气温呈明显上升趋势,而最高气温为下降趋势,因此气温日较差呈显著减少趋势。（２）就四季来看,最高气温在春、夏、冬季均呈下降趋势,但只有夏季的下降趋势是显著的,秋季呈弱上升趋势;最低气温在四季均呈上升趋势,但只有冬季的上升趋势是显著的;气温日较差在冬季与夏季均     

化学氧呼吸器的现状与发展趋势

随着人类社会的发展进步,对生产安全和应急救生用呼吸器的需求越来越旺盛,化学氧呼吸器已经成为重要的研究方向。介绍了化学氧呼吸器的工作原理和发展历程以及技术现状,分析比较了化学氧呼吸器的优缺点。在此基础上指出,优化产氧装置、开发高效冷却技术、降低整体体积和重量、制定技术标准和开发检测技术是化学氧呼吸器研究开发重要而又迫切的任务。     

煤层群下保护层开采保护范围的数值模拟

为确定煤层群下保护层开采上部被保护煤层的保护范围,结合金佳矿一采煤工作面保护层顶底板煤岩层的物理力学参数和地质特征,采用FLAC3D软件模拟下保护层开采中被保护层的应力场及变形场的变化过程,得出保护层的保护效果;并根据保护层开采的应力卸压保护准则和变形保护准则,确定保护层沿倾向和走向的保护范围。结果表明,由于岩性及岩层结构的影响,通过数值模拟确定的各被保护层的保护范围与按照卸压角确定的保护范围有一定差异;分别用现场考察与数值模拟这2种方法所确定的下保护层保护范围基本一致。     

尾矿库溃坝风险定量评价方法探讨

针对目前尾矿库安全评价中无定量评价尾矿库溃坝风险的现状,坝体稳定性计算中未考虑到坝体实际为非均质体的特点,本文提出将容重、内摩擦角和凝聚力三者视为随机变量,采用蒙特卡洛模型计算尾矿坝溃坝失效概率;综合运用水文学、水动力学、非牛顿流体的运动理论,建立尾矿库溃坝后尾矿下泄模型,以计算溃坝淹没范围;综合考虑尾矿库溃坝后生命损失、财政损失和环境损失,计算尾矿库溃坝风险损失度;最终确定尾矿库溃坝风险度,以期提高尾矿库安全评价技术、确保尾矿库安全健康运行.     

QuickPanel在油浆过滤自动控制系统中的应用研究

阐述了油浆过滤控制系统的硬件配置、分程控制及顺序控制等．通过控制系统的控制,过滤器A、B轮流进行过滤、再生步骤,将油品内51μm以上的颗粒过滤掉,达到提高油品质量、延迟装置检维修期的目标．图1,参5．     

矿井压气等熵膨胀与节流膨胀降温效果对比研究

压缩空气是矿山井下常用动力,压气绝热膨胀能够吸收风流中的热量,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过理论与实例分析比较高压气体等熵膨胀和节流膨胀温度随压力变化情况及降温效果,得出等熵膨胀原理更适合用于高温矿井或掘进面降温。通过分析压气与引入气流质量比对井下热工作面空气温度、湿度、含氧量的影响,得出压气等熵膨胀降温后矿井气候变化与压气百分比的数学关系式,并将关系式应用于实例中。以矿山具体实例分析了矿井采用压气等熵膨胀制冷后空气质量的变化以及采用压气制冷的成本。同时与冰制冷系统的效果与成本比较,得出选用压气制冷效果好、成本低,可为我国深井局部降温的一种可供选择的方法     

气温变化对华东居住建筑取暖和降温耗能的影响

利用华东446个气象站点1961-2007年日平均气温资料和RegCM3模式预估的2010-2039年日平均气温资料,分别以10 ℃和22 ℃作为取暖和降温度日的基础温度,采用度日法分析了气温变化对华东居住建筑取暖和降温耗能的影响。结果表明,1961-2007年间,整个华东取暖度日、取暖和降温总度日基本都呈减少趋势,且北部减少多于南部;降温度日在华东多数地区都呈增加趋势,以长江三角洲、浙江东部和福建东部沿海增加较多。2010-2039年间,整个华东取暖度日都将继续减少,且北部减少多于东南部;降温度日都将继续增加,且南部增加多于北部和沿海;取暖和降温总度日在华东北部呈减少趋势,而在南部呈增加趋势。过去47 a间,华东取暖度日的减少远超过降温度日的增加,气温变化总体上有利于居住建筑耗能的减少。未来30 a间,华东取暖和降温度日的变化幅度接近,气温变化对居住建筑耗能的正负影响基本相抵消。     

考虑脆性损伤和渗流的圆形水工隧洞稳定性分析

为获得更准确的隧洞围岩塑性范围和力学特征,基于非线性脆性损伤和统一强度理论,考虑渗流场和中间主应力系数,推导出隧洞围岩弹塑性应力和塑性范围表达式。通过算例分析,得出渗透比（围岩与衬砌渗透系数之比）等相关参数对隧洞塑性范围和应力的影响规律。研究结果表明:隧洞切向应力具有不连续性,在衬砌、塑性区交界处及弹塑性交界处均发生突变;随渗透比和围岩脆性程度的增大,围岩塑性半径逐渐增大,塑性区切向应力逐渐减小;中间主应力系数越大,围岩塑性半径越小,塑性区切向应力越大。采用注浆加固圈进行支护,可有效地降低围岩渗透性,减小塑性范围。研究成果可为水工隧洞支护设计和稳定性分析提供一定的理论指导。