煤矿事故中,瓦斯爆炸是破坏程度最严重的事故之一,而瓦斯爆炸冲击波及火焰锋面可能会二次点爆其他位置积聚瓦斯,加速火焰锋面及冲击波传播,并能产生更高的超压,造成更大的人员伤亡及财产损失,实验研究瓦斯爆炸冲击波规律过程中也发现,冲击波在管道中传播呈非线性衰减,而1m3瓦斯/空气预混气体在1 atm、20℃、瓦斯浓度7%、电火花点火及无障碍物影响条件下激波传播6m依然具有引爆瓦斯的能量,为避免瓦斯爆炸诱导积聚瓦斯二次爆炸,就必须弄清楚瓦斯爆炸二次点爆瓦斯机理及特性。采用1m3密闭容器-管道系统实验装置,研究了瓦斯浓度为6.5%、7.0%、8.0%、9.0%、9.5%及10.0%时管道内瓦斯爆炸冲击波传播特性。研究结果显示:不同瓦斯浓度的爆炸冲击波特性存在显著差异,压力上升速率随浓度增大而增大,管道内爆炸冲击波振荡明显,压力上升阶段更为突出,随着瓦斯浓度的增加压力振荡振幅先增大后减小,瓦斯浓度在9.5%时,具有最强的振荡特性,爆炸冲击波最大压力随传播距离先增大后减少,管道封闭端振荡,瓦斯浓度为9.0%与10%时管道内爆炸冲击波最大压力高于瓦斯浓度为9.5%时的爆炸最大压力。提出了基于HLLC算法的密度求解器精确捕捉冲击波算法,基于OpenFOAM的XiFoam工具,通过反应进程变量实现爆燃模拟,同时为进一步地提高爆轰数值计算的精细、高分辨率和自适应效果,避免出现很强的数值耗散性、色散性和群速度效应等,提出将计算网格分为冲击与未冲击两部分,为了克服流场计算过程就会出现“刚性问题”这一难题,提出了基于详细化学反应的建表方法。为了研究瓦斯爆炸诱导积聚瓦斯二次爆炸特性,采用“双釜对爆”装置,一釜作为点火釜,另一釜为二次爆炸釜,当点火釜发生爆炸时,在管道中传播将形成激波,向二次爆炸釜方向传播,诱导釜中瓦斯化学反应,二次爆炸釜中预混气体出现高温高压状态。基于“双釜对爆”模拟研究煤矿瓦斯爆炸诱导积聚瓦斯二次爆炸特性,明确瓦斯爆炸二次点爆积聚瓦斯的诱因,以及冲击波及冲击波与火焰锋面耦合在二次点爆瓦斯过程中的作用;研究诱导瓦斯二次爆炸的冲击波波速及超压临界值、冲击波与火焰耦合诱导瓦斯二次爆炸的临界值;最后,采用数值模拟手段,研究二次爆炸的瞬态流场变化特征。本研究不仅能理论上阐明瓦斯爆炸二次点爆积聚瓦斯机制及规律,而且对瓦斯二次爆炸灾害控制提供理论支持。