隧道爆破通风优化数值模拟的研究

发布时间：2017-08-16 18:24

  本文关键词：隧道爆破通风优化数值模拟的研究

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【摘要】：隧道爆破作业伴随着炮烟的产生,炮烟中包含一氧化碳和粉尘等有害物质,如果被人体长时间、过量吸入会危害身体健康,为了使隧道有毒物质浓度达到安全标准值之内,需要对隧道进行通风。爆破作业过程中,引爆工人要在距离掌子面较近的地方进行引爆工作,爆破之后无法在短时间内离开作业现场。研究炮烟在通风条件下随着空间和时间的分布情况,为合理安排隧道施工作业的时间和地点提供依据,从而保障工人不受有毒有害物质侵害。本文的主要研究成果如下:(1)理论分析了隧道爆破后炮烟的扩散规律,根据传统的经验公式计算出了平顶山隧道爆破后炮烟的浓度分布情况;(2)通过平顶山隧道爆破后CO和PM2.5浓度的测量,分析实验数据得出了三个断面上炮烟随时间变化的扩散规律以及隧道断面的炮烟分布规律,以此提出了一些改善隧道工作环境的措施;(3)依据平顶山隧道现场情况及实地数据测量,运用气固两相流理论和FLUENT软件计算,模拟了平顶山隧道通风条件下风流场及炮烟地变化规律,通过改变边界条件来获得与现场测量的数据相接近的结果,以此来确保模拟的准确性;(4)在之前的模拟基础上,改变压风机的风量以及添加抽风机的条件下,改变抽风机的距离,分析这两个因素对炮烟扩散情况地影响,对比模拟结果后,可知当抽风机与压风机距离相近时通风优化效果较好。
【关键词】：炮烟 扩散规律 数值模拟 通风优化
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及研究意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.2.3 存在问题14
• 1.3 研究方法14-15
• 1.4 研究内容及技术路线15-17
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 技术路线16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第2章 隧道爆破一维炮烟及运动规律研究18-27
• 2.1 爆破炮烟的组成和成分18
• 2.2 爆破炮烟理化性质18-19
• 2.3 隧道爆破炮烟扩散理论基础19-26
• 2.3.1 隧道爆破炮烟浓度一维扩散模型21-24
• 2.3.2 平顶山隧道炮烟运移规律的理论分析和讨论24-25
• 2.3.3 计算结果分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 隧道爆破炮烟现场测试及分析27-44
• 3.1 平顶山隧道概况27-28
• 3.1.1 工程概况27
• 3.1.2 工程特点与难点27-28
• 3.2 炮烟测定方案28-32
• 3.2.1 测定的目的28
• 3.2.2 测定的内容28
• 3.2.3 测定方法和仪器28-30
• 3.2.4 测定过程30-32
• 3.3 炮烟数据处理与分析32-42
• 3.3.1 第一次测定32-33
• 3.3.2 第二次测定33-35
• 3.3.3 炮烟扩散规律35-37
• 3.3.4 炮烟的断面分布规律37-42
• 3.4 试验结果与理论计算结果对比分析42
• 3.5 研究结论42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 隧道爆破炮烟扩散数值模拟分析44-53
• 4.1 FLUENT软件介绍44
• 4.2 隧道模型建立及网格生成计算44-48
• 4.2.1 几何模型的建立44-45
• 4.2.2 网格划分45-46
• 4.2.3 数值模拟部分相关参数及边界条件设定46-48
• 4.3 隧道爆破工作面CO和粉尘数值模拟48-52
• 4.3.1 隧道风流场模拟结果及分析48-50
• 4.3.2 隧道CO和粉尘数值模拟结果及分析50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 隧道通风优化数值模拟研究53-63
• 5.1 隧道通风除尘技术53
• 5.2 隧道通风不同风速模拟结果及分析53-56
• 5.2.1 物理模型的建立54
• 5.2.2 网格划分54
• 5.2.3 模拟结果分析及其规律研究54-56
• 5.3 隧道通风不同风机距离模拟结果及分析56-62
• 5.3.1 物理模型的建立56-57
• 5.3.2 网格划分57-58
• 5.3.3 数值模拟结果及分析58-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 结论及展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录一70-72

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本文编号：684817