大型地下洞室開挖施工的通風(fēng)排煙排塵過程數(shù)值仿真研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)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(huì)產(chǎn)生大量的炮煙及粉塵，爆破后出渣時(shí)，運(yùn)渣車等車輛工作會(huì)產(chǎn)生汽車尾氣和揚(yáng)塵。炮煙、粉塵及汽車尾氣等均屬于有害物質(zhì)，人體吸入后會(huì)損害身體健康，引發(fā)職業(yè)病等。因此洞室內(nèi)爆破后進(jìn)行通風(fēng)是非常有必要的，通過通風(fēng)可以排除炮煙、粉塵和汽車尾氣，同時(shí)提供工作人員呼吸及機(jī)器運(yùn)作所需風(fēng)量，這對(duì)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(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析了大型地下洞室

2、在通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)的基本理論，結(jié)合數(shù)值實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用FLUENT仿真模擬軟件對(duì)洞室爆破后排煙、除塵及汽車運(yùn)行進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，分析模擬結(jié)果，研究各因素對(duì)通風(fēng)效率的影響，提出了進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)的一些建議。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)于大型地下洞室施工通風(fēng)的研究現(xiàn)狀及主要研究方法，總結(jié)了大型地下洞室通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本理論和地下洞室施工時(shí)的通風(fēng)安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工時(shí)的主要污染源進(jìn)行分析，為進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)提供理論支持;
　

3、　(2)分析了不同模型所依據(jù)的控制方程及作用原理，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求選擇相應(yīng)的模型，并依據(jù)工程實(shí)例進(jìn)行邊界條件和初始條件的設(shè)置，為實(shí)驗(yàn)開展奠定基礎(chǔ)。
　　(3)運(yùn)用FLUNENT軟件對(duì)不同斷面和長(zhǎng)度的洞室進(jìn)行通風(fēng)仿真，分析通風(fēng)后洞室內(nèi)的風(fēng)流組織形態(tài)，將洞室內(nèi)風(fēng)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(jì)不同斷面和長(zhǎng)度下排除爆破后洞室內(nèi)炮煙所需的時(shí)間及需風(fēng)量，運(yùn)用公式修正法和靜態(tài)分析法對(duì)仿真模擬所得的總需風(fēng)

4、量進(jìn)行分析，分別得出洞室內(nèi)進(jìn)行排煙時(shí)所需風(fēng)量的計(jì)算公式，公式修正法計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確，靜態(tài)稀釋法計(jì)算方法較簡(jiǎn)單。
　　(5)分別以洞室斷面和洞室內(nèi)風(fēng)筒風(fēng)速流量為變量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行通風(fēng)排塵仿真模擬，得出洞室內(nèi)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(shù)確定時(shí)，對(duì)粉塵擴(kuò)散影響較大的是洞室斷面和風(fēng)筒風(fēng)速流量，爆破后粉塵的最大濃度僅與洞