本文是以研究煤矿生产安全的福建省社会发展重点项目(2006Z0027)为依托，以文献9的专利技术为基础，设计了一个球形的矿难地下避险设施——矿难救生球系统(以下简称球)，阐明了设计基本思想及系统的基本结构；利用冲击波和爆轰波基本关系式，理论计算冲击波传播的初始参数；建立平巷瓦斯爆炸冲击波传播的物理模型和分析模型，运用计算机模拟的方法，对冲击波沿巷道的传播及破坏效应进行了数值模拟分析，着重分析冲击波在传播过程中对矿内设备的损坏及对人员的杀伤作用；建立矿难救生球系统的分析模型，运用计算机模拟的方法，对该系统在瓦斯爆炸环境下的动态响应进行数值模拟分析，着重分析了冲击波传播的不同阶段球表面等效应力、等效塑性应变的分布以及材料、厚度及所在的位置对球动态响应的影响。通过研究，得出以下主要结论： 第一，矿难救生球系统具有创新的设计思想、合理的结构设计。 第二，由于缺乏能量支持，在传播过程中单纯冲击波的压力、速度等参数沿传播方向呈衰减状态。障碍物的存在引起了附近压力的突然变化，障碍物对冲击波的传播有激励效应。障碍物表面峰值超压的衰减并不是单调的，而是如阻尼震荡一样不断衰减。 第三，瓦斯爆炸冲击波对巷道内设备和人员具有很强的破坏和杀伤作用，即使在离爆炸点300m的地方，冲击波的压力仍可造成人员重大伤亡。 第四，在冲击波传播的不同阶段，球表面等效应力及等效塑性应变的分布也不同。 第五，球的厚度、选用的材料及球在巷道中的位置对球的动态响应有影响。