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公路瓦斯隧道施工通风模拟及优化研究
| 论文题名： | 公路瓦斯隧道施工通风模拟及优化研究 |
| 关键词： | 公路建设;瓦斯隧道;施工过程;通风设计;数值模拟 |
| 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。 |
| 作者： | 李波 |
| 专业： | 矿业工程 |
| 导师： | 刘敦文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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