单机变换喷射器辅助通风数值模拟

为解决爆破后产生的大量有害气体对巷道的污染问题,提出喷射器辅助单机变换通风方式。即正常情况下采用压入式通风,爆破时变压入式为抽出式并用喷射器辅助通风,形成喷射器压入、风机抽出的混合式通风方式,使污浊气体由风筒排出。利用流体软件模拟50和100 m炮掘巷道通风情况,结果表明：喷射器辅助单机变换通风分别在40和50 s排出炮烟,与压入式通风相比,该方法排烟时间短,炮烟污染巷道轻,对于长距离巷道,效果更加明显。喷射器辅助单机变换通风方式对炮掘巷道是可行的。该研究为解决爆破后通风提供了理论依据。     

隧道施工通风中的有害气体浓度变化分析

针对地下工程洞室施工中的隧洞通风,通过对理想状态下气体运动状态及通风过程的分析研究,得出施工通风过程中有害气体扩散的浓度变化公式,揭示有害气体的扩散变化规律,用工程实例对理论分析进行了验证.同时对有害气体浓度变化曲线进行仿真分析,得出在不同通风量下隧洞的通风效果,结果表明恒通风量通风模式在节能方面存在不足.     

青岛地铁1号线长大地铁区间隧道通风模型研制与实验

为了验证长距离大断面隧道通风系统的可靠性,自主设计了地铁区间隧道通风模型实验系统.该实验系统源自青岛市地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间隧道,其中,胶州湾下海域段的长度为3.49 km.在长大地铁区间隧道通风排烟实验模型的基础上,进行了2种不同通风机组合及其变频调节实验,完成了通风排烟实验及其数据测定.结果表明:与压入式通风机相比,联合抽出式通风机更有利于排烟,并能形成压抽混合通风机组合及其通风系统.所得结论丰富了长大过海地铁区间隧道通风排烟理论     

复杂地下洞室群施工污染气体及粉尘通风运移

在地下洞室群的爆破施工过程中会产生大量污染气体及粉尘,对地下洞室群施工通风污染气体及粉尘运移的认识有助于优化洞室群施工通风设计,提高洞室群通风方案的合理性。本文针对某大型复杂地下储油洞室群穹顶施工过程中的通风问题,采用CFD数值模拟及现场实测的方法,对污染气体及粉尘在洞室内的运移进行了分析。结果表明：气流在洞室内的发展过程分为涡流区、回流区和碰撞区,涡流区和碰撞区是通风过程中较不利的位置。多洞室的情况下,洞室内的污染气体容易在主通道内聚集。粉尘在洞室与连接通道交叉的位置以及主通道左侧转弯处浓度较高。洞室穹顶内污染气体及粉尘运移的速率较高,并且粉尘相对于污染气体的运移存在滞后性。     

基于可跟随式有害气体抽排装置的烟尘运移规律研究——以鸡鸣隧道为例

为了降低隧道爆破产生的粉尘及CO对施工人员的危害,本文提出了一种在隧道中加入可跟随式有害气体抽排装置的辅助通风方式。为确定可跟随式有害气体抽排装置的有效性,本文依托鸡鸣隧道工程基于Fluent数值模拟软件对该装置的应用场景及应用效果进行了模拟,得到了压入式通风和加入抽排装置后的隧道流场以及粉尘、CO的运移规律,以及装置对流场的影响并验证了装置加速粉尘及CO排出的效果,并对加入装置后距离掌子面的5个测点的CO浓度随时间的变化规律进行线性拟合。结果表明：加入可跟随式有害气体抽排装置能够有效加速掌子面工作区域内粉尘及CO排出,通风120s内,相同时间点下加入装置后的相同位置处粉尘及CO浓度远低于压入式通风条件下,加入装置后仅通风110-130s掌子面前5m内粉尘及CO浓度均能够达到安全浓度以下,同时该装置的加入一定程度上会增加隧道流场的紊乱程度,加入抽排装置后的掌子面前5个测点处通风30min内的CO浓度变化满足单指数函数。对比加入可跟随式有害气体抽排装置前后粉尘及CO浓度变化情况,验证了该装置的有效性。     

地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析

本文阐述了地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析，烟气流过着屏蔽门时的局部阻力系数，再利用网络模型模拟地下隧道、各通风井的通风排烟量。以确定其能否满足通风排烟要求，对地下事故工况风机的设置、地下事故工况的处理预案，不同形式区间隧道通风系统对隧道内通风速度场、温度场及新风量的影响规律。研究同时对通风系统方案进行了初步的技术经济比较。本研究为分析地下通风系统的空气流动与传热提供了参考，为通风系统方案的选择。     

人工增压技术的高海拔矿井通风系统

针对高海拔矿井生产存在严重的高原降效和人身健康安全问题,从矿井通风系统入手,选择压入式通风方式,采用人工增压和局部增压技术、调整巷道通风阻力、提高矿井内部空气压力以改善生产劳动环境;修正需风量、风机风量、风机风压等矿井通风参数,使矿井通风设备符合高海拔矿井通风系统要求.实例表明,基于人工增压技术的压入式通风系统应用于高海拔矿井是可行的.该研究为高原低气压、缺氧环境矿井的安全生产及可持续发展提供了技术参考.     

浅层有害气体成藏特征对隧道施工的影响

地下浅层有害气体是影响地下交通工程施工与后期运营的重要危险因素,对其地质成藏特征的研究可有效指导治理措施的设计部署。以昆明地铁2号线工程为例,通过对工程中有害气体喷发重点区段现场勘察与实验分析,研究分析了浅层有害气体成藏特征。该工程区段地下浅层有害气体是赋存于第四系泥炭质土层中以甲烷组分为主的小型、低压生物气。含气层空间分布特征显示,福保路段揭露两层含气层中的下部含气层与地铁结构线为纵贯关系,施工危险性较大;而该段上部含气层以及官南路段含气层均不与地铁结构线交叉,危险性较小。尽管由于前期工程施工导致勘察区段地下有害气体压力与流量降低,但不排除勘察区间或周边存在小型高压气体聚集区的可能性,故建议在施工过程中要对地下有害气体进行同步探测,对于高压气层采取提前排气与压入式机械通风处理措施,同时加强现场有害气体监测。     

浅埋深矿井采空区外部大漏风均压防治技术

为准确计算采用均压防治外部漏风时调压风机的压力,研究了基于矿井风网解算的均压通风计算模型。通过对均压通风原理及其在矿井内、外部漏风防治中技术特点的分析,结合通风网络解算原理,建立了均压防治外部漏风的计算模型,其计算结果显示调压风机升压力取决于矿井通风阻力的分布。依据红柳林矿井浅埋开采形成的采空区外部漏风现场观测数据,评估了漏风对矿井通风系统稳定性的影响,并设计了调压风机与风窗联合的均压通风方案。该方案采用网络解算软件计算了15207采煤工作面采空区外部漏风分支风阻与进风段通风阻力,确定了调压风机升压值与风窗的控风参数,实施后取得了预期效果。现场的成功应用表明了此技术的正确性,对同类矿井具有借鉴意义。     

岩巷综掘面混合式通风除尘数值模拟研究

本文结合气固两相流动理论,建立综掘工作面粉尘运移的数学模型,采用流体力学软件,对不同通风条件下综掘面的粉尘浓度分布进行数值模拟。研究发现:在只有压入式通风时,工作面附近流场稳定性差,粉尘随风流扩散不易沉降,在距工作面30 m范围内粉尘浓度较大;采用混合式通风除尘方式后,粉尘在未完全扩散前被抽走,只有小部分向巷道扩散,具有较高的除尘效果,并确定了风量压抽比为2∶3的"以抽为主,前压后抽"混合式通风除尘效果较好。     

地下车库射流诱导通风的数值模拟研究

针对地下车库诱导通风辅助排烟技术问题,利用数值模拟手段并结合现场实测结果对地下车库不同风机布置形式、风机出口风速火灾工况排烟效果进行研究,分析射流风速、风机的位置对车库内烟气温度分布和能见度的影响。研究结果表明,射流风机的风速大小和布置形式对排烟效果有重要影响,在工况3和工况5中,烟气能够向排烟口快速移动,并大幅度提高火源上游位置的能见度,降低火源附近区域的温度。工况3可作为该地下车库最佳辅助排烟方案。     

瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律研究及危险区域划分

对矿井瓦斯爆炸事故有毒有害气体传播规律进行了研究,建立了有毒有害气体在无风巷道扩散数学模型及有毒有害气体在通风网络中传播数学模型,并划分了瓦斯爆炸产生有毒有害气体传播的死亡区、重伤区、轻伤区,为瓦斯爆炸事故救援和安全评价提供了理论基础.     

某多匝道城市地下道路纵向排烟系统运行优化

为研究多出入匝道的存在对隧道纵向排烟系统效率的影响,采用通风网络对某多匝道城市地下道路分段纵向排烟系统的烟气控制效果进行了模拟分析,得到了不同火灾场景中风机运行的最佳策略。结果表明,对于该城市地下道路而言,火灾发生时各段排烟风机不必全部运行即可达到所要求的临界风速值,火源段下游竖井附近风机需逆转运行才能防止竖井上游烟气向下游扩散,从而提高其排烟效率;若主线隧道发生火灾,匝道风机最好停止运行,以帮助主线隧道达到较好得控烟效果。     

肖家坡高瓦斯隧道特征与安全施工技术研究

肖家坡隧道在非煤系地段施工中出现了瓦斯(CH4)、乙烷(C2H6)等有害气体.针对这一地质情况及时地调整了通风方案并采取了有效的瓦斯治理措施.主要介绍了这一地段的施工通风系统、瓦斯治理情况及其治理效果.     

变频调速技术在煤矿压风机中的应用

压风机承担着井下通风是重要任务,在煤矿安全生产的过程中起着关键作用,同时也是煤矿企业运作中最大的耗电设备之一。目前,煤矿压风机普遍存在产能过剩的问题,即压风只有空载和满负荷两种运行状态,这样既不能保证精确的恒压供风,又使电能大量浪费。本文设计了一种煤矿压风机的变频调速方案,从系统的结构、硬件配置、实现功能几个方面进行论述,实现压风机的节能运行和恒压供风。     

地下车库诱导风机通风效果数值模拟研究

通风和防排烟设计是地下停车场和停车库消防安全的主要问题之一.分析了影响地下停车场诱导风机通风效果的因素.结合工程实例,采用CFD技术,运用数值模拟手段研究了独立诱导风机系统的通风效果,分析了不同因素对通风效果的影响程度.结果表明,通过合理的布置方式,诱导风机系统能够独立完成地下空间的通风换气任务,同时数值模拟手段也可为通风设计优化提供有力指导.     

铁路双线隧道通风的空气动力特性研究

对铁路双线隧道通风的空气动力特性：射流风机的组合特性、活塞风的影响、有害气体浓度分布和稀释原理等进行了分析研究。     

洞室群围岩应力集中效应放大现象的数值模拟

为了研究洞室群开挖过程中围岩应力集中效应放大现象的变化规律,本文根据不同的截面形状、不同的水平距离、不同的空间位置,利用3D-Sigma软件设计了4组洞室群模型,第1组包含5个模型,其他组均包含3个模型,以此来模拟后期开挖洞室的不同布置方案对前期洞室的影响规律.通过在拱顶、拱底和左右拱脚等部位设立应力监测点,得到了后期洞室群开挖过程中前期洞室围岩中代表性部位应力值的变化.最后从最大主应力和最小主应力两个方面,详细分析了开挖过程中随着洞室间距以及后期开挖洞室位置的变化洞室群围岩应力集中情况,得出了洞室群开挖过程中围岩应力集中效应的放大规律.该规律对深部洞室群稳定性控制具有指导意义.     

巷道式通风技术在麦积山隧道施工中的应用

针对宝天高速公路麦积山隧道施工过程中遇到的通风问题,在确保工程施工安全和进度的前提下,结合麦积山隧道的施工组织设计实际情况,充分利用巷道式通风的特点,提出了麦积山隧道施工通风方案并应用于工程实践,给出了粉尘、有害气体含量的检测标准,取得了良好的工程应用效果,值得类似工程参考。     

圆管型与廊道型气垫式调压室水力性能比较

针对廊道型气垫式调压室的罩式闭气结构比较复杂而且施工难度较大的特点,提出采用水平圆钢管型洞室代替常用的长廊道型洞室的新型气垫式调压室方案.以四川某水电站气垫式调压室为例,经大波动过渡过程计算和小波动稳定性分析,比较2种不同体型气垫式调压室的水力性能和运行稳定性.结果表明:在洞室横断面面积相等的情况下,圆管型气垫式调压室的小波动稳定性较好;调压室内水位波动幅值较小、最大气体压力和机组蜗壳进口最大压力较小,其大波动水力性能也相对较好.