回采工作面瓦斯爆炸风门冲击载荷研究*

高建良，王文祺，吴泽琳，陈太东，蔡行行

(1.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心，河南 焦作 454003；2.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454003；3.河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地，河南 焦作 454003)

0 引言

煤矿井下开采技术进步及煤矿开采深度的加深导致瓦斯涌出量增加，瓦斯积聚和超限所引发瓦斯爆炸的概率也随之增大[1-2]。在瓦斯爆炸事故中，回采工作面上隅角瓦斯积聚引发瓦斯爆炸所占比例较大，其产生的冲击波将沿着回风巷等巷道传播。进入回风巷的冲击波将会摧毁回风巷与运输巷、行人巷之间的风门，从而进入运输巷、行人巷以及下一个工作地点。因发生瓦斯爆炸后风门的破坏可能会造成风流紊乱及人员伤亡，故研究瓦斯爆炸情况下，风门所受的冲击载荷变化规律意义重大，且可为减少瓦斯爆炸后的灾害损失提供依据。

由于矿井瓦斯爆炸实验需要较多的人力、物力去完成。因此，大量学者使用数值模拟方式对煤矿瓦斯爆炸过程进行研究。Gao等[3]利用CFD软件建立瓦斯爆炸的数值模型，研究火焰和激波的传播特性；赵军凯等[4]、庞磊等[5]、马秋菊等[6]借助计算流体力学软件Fluent研究得出，在体积分数为9.5%的瓦斯气体爆炸过程中，火焰传播速度、超压和温度均最大；冯路阳[7]运用Fluent软件对不同浓度下的瓦斯爆炸过程进行研究得出，管道中瓦斯爆炸温度值随着管径的增大而增大，密闭条件下瓦斯爆炸后管道内各点的压力值大小分布较为均匀；……