公路瓦斯隧道施工通风模拟及优化研究

发布时间：2019-05-13 09:14

【摘要】：摘要：我国是一个多山多丘陵的国家,近75%的国土面积为山地和丘陵,因此,在公路交通建设中大多需修建隧道工程。而在煤层地区修建隧道常会遇到瓦斯问题,如何优化瓦斯隧道通风设计,确保瓦斯隧道施工过程安全至关重要。本文以重庆某公路瓦斯隧道工程为依托,采用理论分析和数值模拟等方法,对公路瓦斯隧道施工通风进行模拟及优化研究,取得主要成果如下： (1)结合某公路瓦斯隧道工程实际,完成了该隧道施工通风参数计算,运用Fluent建立了该隧道施工通风数值分析模型。 (2)通过数值模拟,获得了隧道的风流流场分布规律,验证了压入式隧道通风风流具有明显的贴壁射流、受限回流等有限空间受限附壁射流的特点,提出可将瓦斯隧道通风风流场分为涡流区、涡流影响区、稳定区三个区域。 (3)通过数值模拟,获得了隧道内瓦斯浓度的分布规律,发现瓦斯在三个区域的分布有着较大的差异,涡流区对瓦斯的扩散具有明显的阻碍作用,隧道内瓦斯气体自掌子面向洞口运动呈现“运移”与“扩散”相互叠加现象。 (4)以隧道掌子面瓦斯浓度为表征因子,选取风筒直径、风筒口距掌子面距离、风筒悬挂位置三个因素进行正交试验方案设计及模拟计算,利用极差和方差分析,获得了各因素的显著性顺序,确定并验证了最优的风筒布置方案。 (5)提出了公路瓦斯隧道通风设计优化和管理优化的各项措施与方法,为瓦斯隧道的通风设计和管理提供科学依据。
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【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U455.4;U453.5

【参考文献】

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本文编号：2475765