TBM施工隧道气载岩尘污染扩散规律与控制研究
发布时间：2021-05-11 17:08
全断面隧道掘进机（TBM）在施工过程中会产生大量的岩尘。但由于对气载岩尘运移规律认识不清,并且现有的TBM气载岩尘控制技术存在一定的局限性与不足,致使生产现场的高浓度岩尘未得到有效控制,为了有效降低TBM施工隧道内的岩尘浓度,本文采用理论分析、数值模拟、实验测定与现场应用相结合的方法,对TBM施工隧道气载岩尘污染扩散规律及控制技术进行了研究与优化。探究了 TBM施工隧道岩尘的来源及理化特性。通过实验分析得出了岩尘的粒度分布情况、确定了岩尘中存在的有机官能团以及岩尘的润湿性能。对岩尘样品进行分析,确定了岩尘的矿物成分。研究了水流在喷嘴中完成雾化的过程及雾滴沉降粉尘颗粒的机理,同时测定雾场宏观特性参数,确定了孔径为2.0mm且内部结构为含X形导流芯圆口的C2#喷嘴为较优防堵型喷嘴,且测定不同压力下该喷嘴形成喷雾场细观特性参数,如雾滴粒径及速度,得出规律:喷嘴压力为0.5MPa,轴向方向与喷嘴距离100mm～200mm范围内,雾滴D32指数总体分布在50μm～90μm区间内,雾滴轴向方向上的速度集中分布在10m/s～15m/s。运用FLUENT软件数值模拟并分析了青岛地铁2号线实际使用的通风...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究现状
1.3 课题研究的目的和意义
1.4 研究内容及方法
2 TBM施工隧道岩尘理化特性研究
2.1 TBM施工隧道岩尘来源及产生机理
2.2 隧道岩尘颗粒特性研究
2.3 隧道岩尘润湿性能实验研究
2.4 本章小结
3 喷雾降尘理论及雾化特性实验
3.1 现场喷嘴状况简介
3.2 喷雾雾化与降尘机理研究
3.3 喷嘴喷雾雾化及沉降气载岩尘性能的测定实验
3.4 喷嘴喷雾雾化宏观性能参数及雾滴细观参数测定
3.5 本章小结
4 TBM施工隧道气载岩尘两相流场污染扩散模型构建
4.1 TBM施工隧道物理模型的构建及网格划分
4.2 TBM施工隧道风流场运移数学模型选取
4.3 TBM施工隧道岩尘流场数学模型的选取
4.4 TBM施工隧道气载岩尘两相流场扩散的数值模拟
4.5 数值模拟模型验证
4.6 本章小结
5 通风参数影响气载岩尘污染扩散规律数值模拟
5.1 压风量影响岩尘污染扩散规律数值模拟
5.2 TBM施工隧道压风距离变化的数值模拟
5.3 本章小结
6 TBM施工隧道气载岩尘控制技术优化方案及工程应用
6.1 TBM施工隧道概况
6.2 气载岩尘控制技术优化方案
6.3 现场实测及工程应用
6.4 本章小结
7 主要结论及展望
7.1 主要结论
7.2 本文的创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士期间主要成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用X线衍射及拉曼光谱鉴别白石英[J]. 张凡,陈龙,黄必胜,陈科力. 中国医院药学杂志. 2017(24)
[2]水化学及冻融循环对砂岩物理力学特性试验研究[J]. 杜鹏,鲁雷. 科学技术与工程. 2017(31)
[3]激光粒度分析仪的关键技术及研究进展[J]. 隋修武,李瑶,胡秀兵,李琰. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[4]煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率理论研究[J]. 王鹏飞,刘荣华,桂哲,苟尚旭,舒威,谭烜昊. 煤炭学报. 2016(09)
[5]TBM及其施工技术在中国的发展与趋势[J]. 荆留杰,张娜,杨晨. 隧道建设. 2016(03)
[6]通风条件影响长压短抽掘进面粉尘扩散的仿真实验[J]. 聂文,马骁,程卫民,周刚,刘阳昊. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]特长TBM施工隧道环境粉尘安全控制研究[J]. 郭春,孙志涛,王明年. 工业安全与环保. 2015(07)
[8]南岳地区花岗岩残积土微观特性研究[J]. 陈秋南,李建新,赵磊军. 地下空间与工程学报. 2015(S1)
[9]羟基淀粉煤炭抑尘剂的制备及性能表征[J]. 朱开金,朱鹏宇,谭俊华,赵彦亮,刘菲,高建金. 中国矿业. 2015(07)
[10]通风条件对综掘面控尘气幕的影响[J]. 聂文,马骁,程卫民,周刚,薛娇,刘阳昊. 中国矿业大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]综放工作面喷雾降尘理论及工艺技术研究[D]. 周刚.山东科技大学 2009
硕士论文
[1]煤的湿润特性及新型湿润剂的实验研究[D]. 孙鑫.山东科技大学 2011
[2]企业安全效益评价及发展对策研究[D]. 李圣见.山东科技大学 2011
[3]计算机辅助系统在通风除尘设计中的应用[D]. 赵长升.昆明理工大学 2008
[4]综放工作面支架喷雾降尘装置的选择及优化[D]. 刘向升.山东科技大学 2007
[5]长距离引水隧洞TBM施工通风数值模拟[D]. 陈红超.天津大学 2007
[6]压力式喷嘴雾化特性实验研究及喷雾干燥热质传递特性数值模拟[D]. 李天友.四川大学 2006
[7]超声雾化喷嘴的实验及理论研究[D]. 宿凤明.河北工业大学 2002
本文编号：3181784
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究现状
1.3 课题研究的目的和意义
1.4 研究内容及方法
2 TBM施工隧道岩尘理化特性研究
2.1 TBM施工隧道岩尘来源及产生机理
2.2 隧道岩尘颗粒特性研究
2.3 隧道岩尘润湿性能实验研究
2.4 本章小结
3 喷雾降尘理论及雾化特性实验
3.1 现场喷嘴状况简介
3.2 喷雾雾化与降尘机理研究
3.3 喷嘴喷雾雾化及沉降气载岩尘性能的测定实验
3.4 喷嘴喷雾雾化宏观性能参数及雾滴细观参数测定
3.5 本章小结
4 TBM施工隧道气载岩尘两相流场污染扩散模型构建
4.1 TBM施工隧道物理模型的构建及网格划分
4.2 TBM施工隧道风流场运移数学模型选取
4.3 TBM施工隧道岩尘流场数学模型的选取
4.4 TBM施工隧道气载岩尘两相流场扩散的数值模拟
4.5 数值模拟模型验证
4.6 本章小结
5 通风参数影响气载岩尘污染扩散规律数值模拟
5.1 压风量影响岩尘污染扩散规律数值模拟
5.2 TBM施工隧道压风距离变化的数值模拟
5.3 本章小结
6 TBM施工隧道气载岩尘控制技术优化方案及工程应用
6.1 TBM施工隧道概况
6.2 气载岩尘控制技术优化方案
6.3 现场实测及工程应用
6.4 本章小结
7 主要结论及展望
7.1 主要结论
7.2 本文的创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士期间主要成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用X线衍射及拉曼光谱鉴别白石英[J]. 张凡,陈龙,黄必胜,陈科力. 中国医院药学杂志. 2017(24)
[2]水化学及冻融循环对砂岩物理力学特性试验研究[J]. 杜鹏,鲁雷. 科学技术与工程. 2017(31)
[3]激光粒度分析仪的关键技术及研究进展[J]. 隋修武,李瑶,胡秀兵,李琰. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[4]煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率理论研究[J]. 王鹏飞,刘荣华,桂哲,苟尚旭,舒威,谭烜昊. 煤炭学报. 2016(09)
[5]TBM及其施工技术在中国的发展与趋势[J]. 荆留杰,张娜,杨晨. 隧道建设. 2016(03)
[6]通风条件影响长压短抽掘进面粉尘扩散的仿真实验[J]. 聂文,马骁,程卫民,周刚,刘阳昊. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[7]特长TBM施工隧道环境粉尘安全控制研究[J]. 郭春,孙志涛,王明年. 工业安全与环保. 2015(07)
[8]南岳地区花岗岩残积土微观特性研究[J]. 陈秋南,李建新,赵磊军. 地下空间与工程学报. 2015(S1)
[9]羟基淀粉煤炭抑尘剂的制备及性能表征[J]. 朱开金,朱鹏宇,谭俊华,赵彦亮,刘菲,高建金. 中国矿业. 2015(07)
[10]通风条件对综掘面控尘气幕的影响[J]. 聂文,马骁,程卫民,周刚,薛娇,刘阳昊. 中国矿业大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]综放工作面喷雾降尘理论及工艺技术研究[D]. 周刚.山东科技大学 2009
硕士论文
[1]煤的湿润特性及新型湿润剂的实验研究[D]. 孙鑫.山东科技大学 2011
[2]企业安全效益评价及发展对策研究[D]. 李圣见.山东科技大学 2011
[3]计算机辅助系统在通风除尘设计中的应用[D]. 赵长升.昆明理工大学 2008
[4]综放工作面支架喷雾降尘装置的选择及优化[D]. 刘向升.山东科技大学 2007
[5]长距离引水隧洞TBM施工通风数值模拟[D]. 陈红超.天津大学 2007
[6]压力式喷嘴雾化特性实验研究及喷雾干燥热质传递特性数值模拟[D]. 李天友.四川大学 2006
[7]超声雾化喷嘴的实验及理论研究[D]. 宿凤明.河北工业大学 2002
本文编号：3181784
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