煤矿井下发生煤尘 + 瓦斯爆炸事故时，避难硐室的防护密闭门结构必须保证能够抵抗爆炸冲击波对硐室结构和系统的破坏，同时可以抵抗瓦斯 + 煤尘爆炸产生的瞬时高温。防护密闭由门框和门体组成，门框为具有中空部的长条框形，长条框形可为槽钢组焊成的框形架构，四周分别设有向外延伸的紧固条，门体为长方形板状结构，门体的主体大于门框的中空部，从主体上延伸有凸起部为盒式板筋结构，其内部可充填保温材料，用以承受爆炸冲击的变形，并可隔绝高温烟气和实现良好的密封。门体上设有应急逃生门，避免了密闭门被堵塞后的人员出入困难，逃生门上设有观察窗，保温效果好。
应急门采用圆形结构，圆形可以保证同样的面积可以通过更多的人，外侧门框采用矩形结构，考虑到灵活性以及关键时刻的可靠性，选择旋转式销轴铰接，密封方式采用橡胶压条式密封，观察窗开在应急门上。
避难硐室防护密闭门具有以下优点:
①具有足够的强度，承压能力 0． 3 MPa; 全部主要结构件均采用低合金高强度钢板组焊，经人工时效，主受力件的安全系数均在 5 以上，主要结构件全部做热处理，以确保强度;
②密封效果好，通过多级密封和结构配合实现门的有效密封，设计中充分考虑到了各种可能发生的自然灾害因素;
③在门体因意外被堵塞时，可利用应急门进出;
④快开装置可确保在防水和有毒气体的同时内外快速开启;
⑤无需在井下组焊、组装。
避难硐室防护密闭门有限元分析
根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》抗爆要求，分析拟采用等效三角波加载的方法，采用 0． 6 MPa 的冲击波对门体迎爆面进行爆炸分析，并采用动力有限元分析软件，对防护密闭门的结构进行动力有限元数值模拟分析［1－2］。
首先根据实际 CAD 图纸导入 Solidworks 三维建模软件建立防护密闭门的三维模型，将模型导入有限元分析软件对门体门框、胶条、玻璃等部件进行网格划分，保证网格划分质量。其次定义各种材料属性，不同物质选取不同的材料模型，并对各部件设定接触类型，对不同的门体接触设定不同的接触类型，设定接触时与现实对门体接触一致。再次对迎爆面施加冲击载荷，定义边界约束条件等。
1)定义各部件材料属性。防护密闭门在瓦斯爆炸冲击波作用下会产生弹塑性变形，主要关注塑性变形，要求防护密闭门在瓦斯爆炸冲击下的应力不超过其钢材的屈服强度，从而保证钢材变形后可以回弹，保证门体的气密性，因此选用弹塑性材料本构关系模型定义所选材料的力学性能［3］。其中螺栓及防爆玻璃采用弹性模型，筋、板采用弹塑性材料模型( MAT_PIECEWISE_LINEAＲ_PLASTICITY)［4］。
2)划分网格。对薄板类零件和实体零件进行网格划分，采用薄壳单元 shell 和实体单元 solid 划分网格，取单元划分尺寸 16 mm，网格总数为 9 300 个。门体、门框、销轴采用实体单元 solid164 划分网格，网格平均尺寸 16 mm，共划分网格 38 390 个。
3)施加载荷。分析计算采用预设压力 － 时间曲线的方法。考虑一定的安全系数，加载峰压力为 0． 6 MPa，持续 300 ms 的三角形冲击波近似模拟矿井瓦斯爆炸情况。加载压力 － 时间曲线如图 1［5］。
4)定义边界条件。硐室的防护密闭门在煤矿井下安装时，是将门框四周连接件与周围钢筋混凝土浇筑为一体，故对门框周围节点进行约束。
