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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
突出冲击波对风筒防逆流装置的破坏失效研究
  • 作者

    胡贝李希建徐畀泽蔡俊杰代芳瑞

  • 单位

    贵州大学矿业学院复杂地质矿山开采安全技术工程中心贵州大学瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所

  • 摘要
    为分析煤与瓦斯突出事故中风筒防逆流装置的安全性,研究了现有防逆流装置在10MPa煤层瓦斯压力规模的突出冲击波超压作用下的动力学特征,并且基于研究结果和安全设计理念给出改进方案。结合流体动力学,得到了巷道不同位置的冲击波超压数学模型,并运用LS-DYNA软件对冲击载荷下的风筒防逆流装置结构破坏进行数值模拟,得到不同结构和材料的风筒防逆流装置的动力学特征。研究表明:风筒截面积远小于巷道截面积,由于传播路径截面积的缩小,从巷道进入风筒的冲击波超压会突然增大至巷道中的五倍。现有的防逆流装置在10MPa煤层瓦斯压力规模的冲击波超压作用下最大应力值达到664MPa,远大于Q235钢的屈服极限235MPa,无法满足安全要求;结构改进后的25mm和30mm厚度防逆流装置,在最恶劣工况下最大应力均小于材料的屈服极限,最大变形远小于自身厚度,可以满足安全要求。
  • 关键词

    煤与瓦斯突出冲击波风筒防逆流装置数值模拟

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51874107,52164015);贵州省科技计划资助项目(黔科合平台人才[2018]5781号);
  • 文章目录
    1 突出冲击波在巷道中的传播规律分析
    2 作用在风筒防逆流装置上的冲击波冲压
    3 冲击波对风筒防逆流装置作用的数值模拟分析
    3.1 有限元分析模型的设置
    3.2 数值模拟结果及分析
    4 结 论
  • 引用格式
    胡贝,李希建,徐畀泽,蔡俊杰,代芳瑞.突出冲击波对风筒防逆流装置的破坏失效研究[J].煤炭工程,2022,54(10):156-160.
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