为研究独头巷道内不同长度瓦斯积聚区的爆炸特征,运用计算流体力学软件FLACS进行了数值模拟,对比了瓦斯爆炸超压及正压冲量等参数及其在巷道内的分布情况,分析了瓦斯积聚范围对爆炸冲击波破坏特征的影响规律,研究了独头巷道内不同长度瓦斯积聚区爆炸冲击波与火焰相互作用的特点。研究结果表明:随着独头巷道内瓦斯积聚范围的增大,爆炸冲击波破坏特征会发生突变,最大爆炸压力阶梯式增大,瓦斯积聚范围超过某一临界值后,最大爆炸压力出现位置从巷道封闭端向开放端转移;最大爆炸冲量先单调增加而后趋于稳定,最大爆炸冲量位置始终

为研究独头巷道中不同瓦斯源对其爆炸过程的影响，运用数值仿真技术系统模拟不同瓦斯积聚长度及浓度对其爆炸特性的影响。结果表明：随着瓦斯积聚长度的增大，最大爆炸压力和最高爆炸温度均增大；最强压力波破坏的区段由巷道封闭端向开放端转移。瓦斯浓度在6%~10%范围内，最大爆炸压力随浓度的增大而增大；浓度超过10%后，最大爆炸压力随浓度的增大而减小；最高爆炸温度则一直随浓度在增大；反向稀疏波与正向冲击波多次相遇叠加而出现多个压力峰值。

建立了独头巷道内瓦斯爆炸的数学物理模型,借助流体动力学软件FLACS对充满不同浓度瓦斯气体、有无障碍物时的巷道进行了数值模拟。由模拟结果可以看出,瓦斯浓度和障碍物对瓦斯爆炸过程压力波的变化有较大的影响,爆炸压力波在沿巷道的传播过程中不是单调衰减,而是有波动的;无障碍物时,压力波传播曲线的变化幅度不大,有障碍物时,瓦斯爆炸过程中压力波的传播曲线变化幅度迅速增大。

独头巷道内瓦斯异常涌出是引起煤矿井下瓦斯爆炸事故的主要原因之一。采用计算流体力学软件对独头端异常涌出后瓦斯在巷道中时空分布规律进行数值模拟研究。独头端的涌出速度采用幂函数的变化规律进行模拟。模拟过程监测了不同时刻巷道中心线瓦斯浓度分布情况以及巷道不同断面瓦斯浓度分布等值线图。模拟结果表明,巷道上部分瓦斯浓度比下部分瓦斯浓度大,瓦斯浓度沿巷道分为3个部分:先降低,后升高,然后又降低。涌出后一段时间瓦斯浓度降低部分非常短,整个瓦斯浓度是升高部分,且沿巷道长度方向基本呈直线升高。该研究对矿井瓦斯爆炸事