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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。
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