目前,国内外专家学者对煤与瓦斯突出的发生机理以及突出发生后其对巷道的压力扰动和破坏作用进行了许多有益的探索。为了进一步研究突出后煤粉-瓦斯两相流的运动以及动力特征,本文以空气动力学和两相流体动力学为理论基础,在实验室自行搭建了煤与瓦斯突出试验系统进行试验研究,并利用Fluent软件对突出两相流的运移规律进行了数值模拟。本文主要研究结论如下:1)当突出两相流在直巷中传播时,煤粉打击强度和冲击气流强度随两相流运移距离的增加而减弱。突出发生后煤粉在直巷中的堆积特征为,巷道的前段和后段分布煤粉较少,而中段分布大量煤粉,整个巷道内煤粉堆积质量呈正态分布。在利用高速成像系统观测并计算得到煤粉流经过3个测点时的速度依次为25m/s、21.74m/s和13.89m/s,煤粉流速度随运移距离发生衰减。2)当突出两相流在分叉巷道中传播时,试验结果表明冲击气流在支巷中的衰减系数约为主巷中衰减系数的5.76倍。通过90°分叉巷道与45°分叉巷道的对比试验可以得到,在主巷中冲击气流的衰减系数是随着分叉角度的增大而增大的,而在支巷中冲击气流的衰减系数则随分叉角度的增大而减小,这表明当分叉巷道的分叉角度越大进入支巷中的冲击气流的能量越高,而进入主巷中的冲击气流能量将被削弱。通过统计突出后煤粉在分叉巷道内的质量分布得到,在主巷道中煤粉分布规律和直巷道相似,但与主巷道相比,支巷道中分布的煤粉质量远小于主巷道。在四组分叉巷道的突出试验中,支巷中煤粉质量分别占总突出煤粉质量的0.36%、0.54%、0.59%和1.56%。通过拐弯巷道中突出两相流运移试验得出规律,突出冲击气流压力在通过拐角处后强度发生了大幅度衰减。由于壁面阻碍作用,大量突出煤粉沉积在拐角处并对后方两相流的运移起到进一步阻塞的作用。3)利用Fluent软件模拟了 40mm、80mm和200mm三种尺寸突出口径的煤粉运移规律,分析显示突出煤粉运移平均速度和突出口径呈正相关。在对突出两相流在60°、90°和120°拐弯巷道内传播的数值模拟结果得出随着巷道拐弯角度增大,煤粉速度以及冲击气流压力的衰减系数呈减小趋势。对突出两相流在90°、135°和150°分叉巷道内传播规律进行数值模拟结果得出随着巷道分叉角度增大,进入支巷内煤粉的运移速度也呈增大趋势,支巷内冲击气流压力衰减越慢。而主巷中规律与之相反,分叉角度越大冲击气流通过分叉口后衰减越快。数值计算结果与试验结论具有一致性。图[54]表[3]参[62]