大型地下洞室開挖施工的通風排煙排塵過程數值仿真研究.pdf

1、國內大型地下洞室在施工期間，爆破是主要的開挖手段，爆破后會產生大量的炮煙及粉塵，爆破后出渣時，運渣車等車輛工作會產生汽車尾氣和揚塵。炮煙、粉塵及汽車尾氣等均屬于有害物質，人體吸入后會損害身體健康，引發(fā)職業(yè)病等。因此洞室內爆破后進行通風是非常有必要的，通過通風可以排除炮煙、粉塵和汽車尾氣，同時提供工作人員呼吸及機器運作所需風量，這對于保障施工人員的健康具有非常重要的意義。
　　本文在收集和查閱了國內外文獻的基礎上，分析了大型地下洞室

2、在通風設計時的基本理論，結合數值實驗設計方法，運用FLUENT仿真模擬軟件對洞室爆破后排煙、除塵及汽車運行進行仿真實驗，分析模擬結果，研究各因素對通風效率的影響，提出了進行通風設計時的一些建議。本文的主要研究內容和結論如下:
　　(1)綜述了國內外對于大型地下洞室施工通風的研究現狀及主要研究方法，總結了大型地下洞室通風設計的基本理論和地下洞室施工時的通風安全標準，對施工時的主要污染源進行分析，為進行數值實驗提供理論支持;
　

3、　(2)分析了不同模型所依據的控制方程及作用原理，根據不同的實驗需求選擇相應的模型，并依據工程實例進行邊界條件和初始條件的設置，為實驗開展奠定基礎。
　　(3)運用FLUNENT軟件對不同斷面和長度的洞室進行通風仿真，分析通風后洞室內的風流組織形態(tài)，將洞室內風流區(qū)域劃分為射流區(qū)、紊流區(qū)、回流區(qū)和平流區(qū)。
　　(4)通過統(tǒng)計不同斷面和長度下排除爆破后洞室內炮煙所需的時間及需風量，運用公式修正法和靜態(tài)分析法對仿真模擬所得的總需風

4、量進行分析，分別得出洞室內進行排煙時所需風量的計算公式，公式修正法計算結果較準確，靜態(tài)稀釋法計算方法較簡單。
　　(5)分別以洞室斷面和洞室內風筒風速流量為變量，設計實驗進行通風排塵仿真模擬，得出洞室內粉塵在重力作用下向地面沉降，主要分布在距地面3m以下，在水平面上粉塵主要分布在紊流區(qū)和回流區(qū)，射流區(qū)濃度較低。
　　(6)爆破粉塵的類型及粒徑參數確定時，對粉塵擴散影響較大的是洞室斷面和風筒風速流量，爆破后粉塵的最大濃度僅與洞