瓦斯爆炸是造成煤矿井下大量人员伤亡和财产损失的重大灾难事故之一。为增加煤矿瓦斯爆炸后井下遇险人员的生存机率、减少人员伤亡、提高矿难救援的工作效率,救生舱被大量采用。本文在分析煤矿瓦斯爆炸冲击载荷与井下巷道分布特征的基础上,采用理论分析和数值仿真的方法对瓦斯爆炸作用下具有加筋板和泡沫铝夹芯的舱体结构的动态响应和设计进行了研究。论文取得如下研究成果:(1)一般情况下,井下巷道连接形式及障碍物对爆炸冲击波的传播影响较大。基于爆炸理论,给出了单向巷道中极强、极弱冲击波作用下障碍物反射压力的计算方法。考虑到瓦斯爆炸冲击波作用效果依赖于煤矿井下具体的巷道环境,引入了工况系数和安全系数,修正了极强、极弱冲击波超压随传播距离呈非线性变化的数学模型,分析了救生舱体位于煤矿巷道内不同位置的载荷分布特征。(2)运用Hamilton变分原理和半解析法,建立爆炸冲击载荷作用下加筋板动力响应模型和非线性运动控制方程,得出了加强筋、载荷、面板等对加筋板动力响应特性的影响因素,并对救生舱加筋板结构动力响应参数进行了优化。(3)基于Fleck提出的夹芯板的三阶段分析模型,建立了爆炸冲击载荷作用下泡沫铝夹芯结构的非线性动力响应模型,揭示了夹芯材料、密度、厚度与响应特性的关系,并验证了救生舱防爆门、逃生门应用泡沫铝夹芯结构的可行性。(4)应用理论分析结果,设计舱门采用泡沫铝夹芯板结构、舱体采用加筋板结构,满足可逃生人数需要的煤矿井下可移动式救生舱,并对其进行数值验证。结果表明,泡沫铝夹芯结构及加筋板的救生舱满足煤矿安全需要。研究结果完善了煤矿井下巷道内瓦斯爆炸冲击波传播的数学模型,加筋板和泡沫铝夹芯结构的动力响应研究,为煤矿井下紧急避险设施及救生舱舱体结构抗爆性的设计提供理论支持。