為了防止煤與瓦斯突出后發(fā)生瓦斯逆流,結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)研究突出沖擊波對(duì)防突風(fēng)門和風(fēng)筒防逆流裝置的破壞失效機(jī)制。基于理論推導(dǎo),得到了煤與瓦斯突出條件下的沖擊波傳播模型,給出作用在風(fēng)門和風(fēng)筒防逆流裝置處的反射超壓。利用突出能量傳播模擬系統(tǒng),模擬井下發(fā)生突出事故后沖擊波在巷道中的傳播,并將試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

在此基礎(chǔ)上利用Fluent對(duì)4種不同突出條件下沖擊波在巷道內(nèi)的傳播進(jìn)行模擬研究,并且將風(fēng)門和風(fēng)筒防逆流裝置處的超壓隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)輸入LS-DYNA進(jìn)行數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明:實(shí)際的沖擊波衰減比數(shù)值模擬和理論計(jì)算更加快,試驗(yàn)和模擬誤差不大且總的變化規(guī)律是一致的,利用數(shù)值模擬手段研究沖擊波傳播規(guī)律是可行的;風(fēng)筒防逆流裝置處的沖擊波超壓峰值大于風(fēng)門位置的超壓峰值,且沖擊波超壓在第1個(gè)波峰出現(xiàn)后震蕩下降;由于風(fēng)筒中反射出的沖擊波疊加,風(fēng)門位置的超壓峰值是在第2個(gè)波峰出現(xiàn),突出壓力和突出孔徑越大,相應(yīng)的沖擊波超壓峰值就越大。研究成果對(duì)防突風(fēng)門和防逆流裝置設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。