為了防止煤與瓦斯突出后發生瓦斯逆流,結合流體動力學研究突出沖擊波對防突風門和風筒防逆流裝置的破壞失效機制。基于理論推導,得到了煤與瓦斯突出條件下的沖擊波傳播模型,給出作用在風門和風筒防逆流裝置處的反射超壓。利用突出能量傳播模擬系統,模擬井下發生突出事故后沖擊波在巷道中的傳播,并將試驗結果與理論計算和數值模擬結果進行對比。

在此基礎上利用Fluent對4種不同突出條件下沖擊波在巷道內的傳播進行模擬研究,并且將風門和風筒防逆流裝置處的超壓隨時間變化數據輸入LS-DYNA進行數值模擬。研究結果表明:實際的沖擊波衰減比數值模擬和理論計算更加快,試驗和模擬誤差不大且總的變化規律是一致的,利用數值模擬手段研究沖擊波傳播規律是可行的;風筒防逆流裝置處的沖擊波超壓峰值大于風門位置的超壓峰值,且沖擊波超壓在第1個波峰出現后震蕩下降;由于風筒中反射出的沖擊波疊加,風門位置的超壓峰值是在第2個波峰出現,突出壓力和突出孔徑越大,相應的沖擊波超壓峰值就越大。研究成果對防突風門和防逆流裝置設計具有指導意義。