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Experimental study of gas explosion barrier performance of composite sandwich structure

Gas explosion; Sandwich structure; Core layer; Decay rate; Isolation explosion

随着中国煤矿深入地下，瓦斯爆炸事故的控制和预防变得越来越困难。防爆是防止爆炸的有效方法。通过使用爆炸隔离方法，可以减少瓦斯爆炸事故造成的损害。为此，以夹层结构为目标，以我们自己设计的炸药腔和传播管，以及炸药管网系统的配套设备进行了研究。评估不同芯材（PVDF泡沫、Cumingii壳和MAP胶体）在常温常压下对9.5%甲烷空气混合物爆炸载荷的抵抗力。分析了不同芯层对爆炸特性参数（爆炸超压、火焰传播速度和火焰温度）和淬火参数的影响。在此基础上，我们利用扫描电镜分析了材料的微观结构，并讨论了不同材料的能量吸收机理。实验结果表明：在相同厚度条件下，夹层结构复合材料比单一铁镍泡沫具有更好的瓦斯爆炸阻隔性能。爆炸超压衰减率提高208.87%，火焰速度衰减率提高97.77%，温度衰减率提高32.54%，淬火参数降低94.48%。当上下面板规格相同，芯层为PVDF泡沫时，火焰温度阻隔性最好，火焰温度衰减率为94.36%。当核心层为MAP胶体时，对爆炸超压和火焰传播速度的阻隔作用最好，爆炸超压衰减率为70.66%，火焰传播速度衰减率为68.23%，后端猝火参数为9.20 MPa·°C。使用这种材料的整体阻隔效果更好。