煤炭学报

作者：张学博, 高建良, 任镜璋,

关键词：爆炸冲击波, 立井防爆门, 风机叶片, 叶片根部弯矩, 泄压效果,

研究爆炸冲击波作用下立井防爆门及风机叶片动态响应特性，保证主要通风机连续、安全、可靠运转对保障矿井安全生产意义重大。根据相似理论设计搭建了小尺寸风井–风机–防爆门爆炸传播实验系统，开展了瓦斯爆炸冲击波传播实验，通过实验结果与数值模拟结果对比，验证了瓦斯爆炸冲击波传播数学模型的可靠性；利用分段接力模拟方法结合编写的描述防爆门运动过程udf代码，模拟了羊场湾矿Ⅱ020611回风巷掘进工作面发生瓦斯爆炸时冲击波传播过程，研究了冲击波作用下立井防爆门及风机叶片动态响应特性。研究表明：① 冲击波作用下，初期防爆门上远风硐侧超压高于近风硐侧，而后出现高超压区由远风硐侧向近风硐侧移动现象，在超压未达到最大值之前防爆门上超压已分布均匀。② 受冲击载荷作用，沿叶片径向方向出现不同的高压区，沿叶片的轴向方向，由叶片边缘向叶片中央超压逐渐增大。冲击波作用下叶片根部弯矩骤然增加至最高值又迅速降低，瓦斯爆炸当量越大，衰减越快。冲击波超压对叶片根部产生弯矩最大值与瓦斯爆炸当量呈对数关系。③ 对于叶片根部弯矩峰值，防爆门关闭时最大，防爆门被动开启次之，防爆门主动开启时最小。防爆门被动开启时，瓦斯爆炸当量越大，防爆门开启后泄压效果越差，配重对防爆门开启后泄压效果影响有限；相比于被动开启，防爆门主动提前开启可大幅度提高风机处的泄压效果，提高风机在灾变条件下的生存能力。

来源：2024年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

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