地下洞室通风有害气体浓度变化分析.pdfVIP

第24卷 云南水力发电 第3期 YI 7NNAN WATER P0WER 地下洞室通风有害气体浓度变化分析 郑汝松 ，王红军 ，李 飞 ，谢贤平 ，和孙文 (1．中国水利水电第十四工程局，云南昆明 650041；2．昆明理工大学，云南昆明 650093) 摘 要：针对地下洞室施工通风，对在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毒有害气体扩散 的浓度变化公式，揭示了有毒有害气体的扩散变化规律，并用工程实例对理论分析进行了验证。同时对有毒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洞室的通风效果，结果表明恒通风量通风模式在节能方面存在不足。 关键词：地下洞室；施工通风；风流品质；浓度扩散；仿真 中图分类号：TV554 ．15 文献标识码：B 文章编号：1006—3951(2008)03—0065—04 1引言 下假设：①风流流动时，忽略内部的摩擦力；②风流 不可压缩。这种没有内部摩擦同时又不考虑压缩性 地下洞室群施工十分复杂，作业面多，钻孔、爆 的流体称为理想流体。 破、装渣、运输、喷锚支护、二次衬砌等多道工序平行 虽然流体的运动是在三维空间发生和发展的， 作业，施工中产生的有毒有害物质不仅有爆破后的 但在地下洞室施工通风系统中，空气流动主要是沿 气体，还有装渣机和汽车等机械化设备排放的气体、 着轴线纵向运动，可认为只有一个主流运动方向，因 烟气，混凝土作业中产生的粉尘等。为创造良好的 此将其它两个方向运动忽略，简化为一维理想流体 作业环境，保障施工人员的健康和安全，维持机械设 连续运动。 备的正常运行，保证工程的进度，必须对洞内施工地 理想流体流场中流体质点通过空间任意点的运 点进行良好的通风，改变洞室内空气化学组成，降低 动要素可用以下数学表达式表示： 有毒有害气体成分的浓度。为此，有必要弄清楚施 工过程中有毒有害气体浓度的扩散变化过程，从而 P=P( ，Y， ，t)， 根据实际情况设计制定不同的通风方案。 V=V(x，Y， ，t)， 本文针对地下洞室群施工通风，通过对理想状 』D=p(x，y， ，t)； 态下气体运动状态及通风过程的分析研究，得出施 式中：P为风流压力(N／ )；V为风流速度(m／s)；p 工通风过程中有毒有害气体扩散的浓度变化公式， 为风流密度(kg／m~)； 、八 为任意时刻空间点的三 揭示有毒有害气体的扩散变化规律，用工程实例对 维坐标；t为时间(s)。就施工洞室内而言，由于结 理论分析进行了验证。同时对有毒有害气体浓度变 构特征、内部温度、通风量等在某一时刻内的变化不 化曲线进行仿真分析，得出在不同通风量下洞室的 大，把地下洞室内的空气流近似看作稳定流，即上式 通风效果，结果表明恒通风量通风模式在节能方面 中的P、V不随时间t变化，只是位置的函数，p也 存在不足。 不随时间和位置而变化，则上面各式变为：