隧道施工通風(fēng)排煙技術(shù)分析研究

《隧道施工通風(fēng)排煙技術(shù)分析研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、隧道施工通風(fēng)排煙技術(shù)分析研究　　摘要：隧道施工通風(fēng)是隧道施工過程中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。本文從隧道施工中的通風(fēng)量的確定如手，具體分析了隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)及風(fēng)流溫度場分析以及隧道施工通風(fēng)有害氣體控制的仿真結(jié)果，值得同行借鑒。關(guān)鍵詞：隧道施工通風(fēng)排煙有害氣體控制　　引言　　隧道施工通風(fēng)是隧道施工過程中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)，在我國東部丘陵、中西部低海拔地區(qū)，隧道施工通風(fēng)技術(shù)的研究主要針對(duì)長隧道機(jī)械化作業(yè)中的通風(fēng)、排煙、降塵和稀釋處理內(nèi)燃設(shè)備排放的有毒、有害氣體而展開的。經(jīng)過近幾十年的努力，已經(jīng)形成以大風(fēng)量通風(fēng)機(jī)配合大直徑柔性通風(fēng)管道和施工環(huán)境綜合治理為特征的長距離軟管通風(fēng)技術(shù)體系?！　∫?、隧道施

2、工中的通風(fēng)量的確定　　隧道施工中的通風(fēng)量的確定如下，隧道施工中一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：保證作業(yè)人員足夠的呼吸空氣、作業(yè)面有害氣體的濃度降低到允許濃度以下、保證最低風(fēng)速，根據(jù)具體隧道的參數(shù)按以上條件分別計(jì)算隧道施工中的通風(fēng)量，選擇最大值作為隧道施工的通風(fēng)量，通風(fēng)機(jī)長期處于恒通風(fēng)量通風(fēng)，這種方法能耗高、噪聲大?！　《?、隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)及風(fēng)流溫度場分析　　1.通風(fēng)量的控制值的確定　　隧道施工通風(fēng)中的通風(fēng)量應(yīng)滿足以下兒個(gè)條件：保證作業(yè)人員足夠的呼吸空氣；作業(yè)面有害氣體的濃度降低到允許濃度以下；保證巷道內(nèi)最低風(fēng)速不低干0.15M/S.　　為了分析工作面空氣中有害物濃度與通風(fēng)量的關(guān)系，假設(shè)：有害

3、物在開挖工作面是均勻散發(fā)的；送風(fēng)氣流和工作面空氣的混合在瞬間完成；通風(fēng)風(fēng)管沿程漏風(fēng)忽略不計(jì)。　　在體積為Vf的開挖工作空間內(nèi)，有害物源以每秒鐘x的有害物量散發(fā)著，通風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)前工作面空間內(nèi)空氣中有害物濃度為yl，采用通風(fēng)稀釋工作面空氣中的有害物，那么在任何一個(gè)微小的時(shí)間間隔dτ內(nèi)，工作面得到的有害物量與工作面排出的有害物量之差應(yīng)等于整個(gè)工作空間內(nèi)增加的有害物量，即：　　從此模型中可以總結(jié)出，在邊界條件和實(shí)際情況不變的條件下，有害物濃度的變化只受風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量的影響。因此通過傳感器測得一氧化碳的濃度就可以給定通風(fēng)量的控制值?！　?.隧道風(fēng)流溫度場分析　　作以下基本假設(shè)：隧道及風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)流遵

4、循理想氣體狀態(tài)方程式；隧道的形狀、斷面面積、圍巖性質(zhì)和隧道坡度等保持不變；隧道圍巖的熱力學(xué)參數(shù)為常值?！　∷淼篮惋L(fēng)筒的長度遠(yuǎn)大于橫斷面尺寸，研究隧道洞內(nèi)環(huán)境氣體溫度場沿隧道深度方向的變化規(guī)律，因隧道沿長度方向橫斷面尺寸不變、施工方法不變，且假設(shè)熱源散發(fā)的散熱量與空氣為瞬間混合，所以將隧道和風(fēng)筒內(nèi)氣體三維空間的流動(dòng)作為沿著隧道軸向的一維流動(dòng)來研究，簡化為不可壓縮的一維穩(wěn)定流動(dòng)?！　「鶕?jù)相關(guān)模型得出微分方程組，根據(jù)隧道開挖的長度，進(jìn)行遞推的，就可以推出風(fēng)管到工作面處風(fēng)流的溫度，并得出工作面的工作空間的環(huán)境溫度，依據(jù)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的蒸汽調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，使溫度達(dá)到控制要求范圍內(nèi)?！　∪?、隧道施工通

5、風(fēng)有害氣體控制的仿真結(jié)果　　本論文以某隧道施工參數(shù)為例，在總的仿真程序中主要設(shè)計(jì)了模糊控制系統(tǒng)。本論文模擬了有害物的散發(fā)量x的三種情況，分別比較模糊控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制方法的優(yōu)劣。隧道工作面處沒有有害物散發(fā)源，等有害物濃度到100mg/m3以下，人員開始進(jìn)洞工作，有害物散發(fā)量的峰值設(shè)在75—100min處，在200min處產(chǎn)生又一個(gè)循環(huán)的爆破，如此循環(huán)。改變有害物散發(fā)量出現(xiàn)高峰的時(shí)刻，使高峰期向右平行移動(dòng)20min，觀察控制系統(tǒng)能否控制隧道施工的通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。選擇一種極端的情況，即有害物散發(fā)量一直比較恒定，希望通過仿真技術(shù)檢驗(yàn)?zāi)：刂葡到y(tǒng)能否有效的工作，使污染物濃度在允許最大值下的小范

6、圍波動(dòng)；且通風(fēng)量不能小于隧道施工最低風(fēng)速要求?！　♂槍?duì)隧道施工通風(fēng)三種不同的有害物散發(fā)量，以下將對(duì)三種控制方法的仿真結(jié)果進(jìn)行綜合、比較。模糊控制結(jié)果：無論有害物散發(fā)量x的值大小如何，Co的濃度都能很好地控制在允許值之內(nèi)，而且盡量的接近最大值，最終實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。改變有害物散發(fā)量出現(xiàn)高峰的時(shí)刻，使高峰期向右即滯后平行移動(dòng)20min，從兩種控制方法的效果看出：模糊控制系統(tǒng)完全能夠準(zhǔn)確地獲取x的信息，并綜合反應(yīng)反饋信息，有效地實(shí)施控制，順利完成在任何時(shí)刻對(duì)污染濃度控制的要求以及隧道施工通風(fēng)最低風(fēng)速的要求。其它兩種控制方法的仿真結(jié)果與第一種列出的狀況相似，控制效果同樣不及模糊控制結(jié)果理想

7、。有害物散發(fā)量一直比較恒定，整體的控制效果依然達(dá)到了預(yù)先設(shè)計(jì)的目標(biāo)，污染物既不超標(biāo)，也不過分低于允許值。在有害物濃度值低于一定值時(shí)，通風(fēng)量一直是最低風(fēng)速確定的風(fēng)量。而傳統(tǒng)的控制卻風(fēng)量始終處于最大，雖然能滿足控制要求，但耗能很大?！　∷?、結(jié)論　　由于通風(fēng)溫度場和流場都是非線性復(fù)雜體，建立的計(jì)算模型經(jīng)過了一些簡化和假設(shè)，其中有些假設(shè)與客觀實(shí)際有一定的差距，所選參數(shù)、初始條件和邊界條件也有一定的理論誤差。但是從總體上說，將模糊控制技術(shù)應(yīng)用在凍土隧道施工通風(fēng)中建立