【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工通风，特别涉及一种用于斜井运渣过程的净化通风系统下游斜井长度极值确定方法。
技术介绍
1、随着公路交通运输行业和高速铁路建设的蓬勃发展，特长山岭隧道的建设规模不断扩大；为保证施工进度和施工效率，当单洞掘进里程过长时，多采用竖井或斜井开辟多个掌子面分头掘进。
2、斜井是长大隧道洞内施工的通道和咽喉，承担着运渣、进出设备和人员、运输建筑材料、通风、排水的任务。对整个工程的经济、安全、效率起着至关重要的作用。
3、在斜井运渣的过程中，目前国内隧洞斜井运渣运输方式主要有无轨运渣运输、有轨运渣运输和无轨装渣有轨运输等几种。
4、斜井有轨提升运渣运输方式，矿用绞车提升串联矿车运渣，洞口进行摘挂编组作业。对于较长的陡坡斜井，从以往的施工经验来看，设备投入大，不安全因素多，施工环节繁，附属设施多，且矿车提升能力限制隧道开挖的施工进度，影响工期。汽车运渣进料的无轨运输方式，具有施工方便、简单、灵活，施工速度快，设备投入少，运渣设备适用范围大的特点。另外，无轨汽车运渣运输由于各种车辆发动机类型多为柴油发动机，在高频率运转的过程中所排放的有毒害气体，以及运渣带来的二次扬尘和主洞内排出的污风汇集在斜井内的问题仍缺乏有效的解决方法。由于污染物聚集造成斜井内的能见低，给运渣过程带来了潜在风险。
5、针对现有技术中存在的问题，同时结合一种用于斜井运渣吊顶湿式除尘空气净化器，以解决现有的隧道斜井运渣过程中，烟尘浓度高，能见度低，空气质量差等问题。然后在斜井内影响烟尘浓度的不仅有车辆类型、车流
6、专利号为zl201810902148.2的专利中公开了一种用于特长公路隧道闭式可控循环通风的下游隧道长度极值方法；专利号为zl201810903665.1的专利中公开了一种用于特长公路隧道可控循环通风的上游隧道长度极值计算方法；专利号为zl201810903617.2的专利中公开了一种用于特长公路隧道循环通风系统的隧道短道长度极值计算方法。这些方法主要应用于运营中的公路隧道闭式可控循环通风系统，且带有循环风道的隧道横洞，能够迅速快捷完成闭式循环通风系统中空气净化器安装位置，循环风道长度等实施的预评估。但在隧道施工过程中的斜井运渣作业，斜井内的烟尘浓度受掌子面回流污风的影响，上述专利技术并未提及其计算方法，所以并不适用于斜井运渣过程中的净化通风系统预评估。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于斜井运渣过程的净化通风系统下游斜井长度极值确定方法，以迅速快捷地确定下游斜井长度极值。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种用于斜井运渣过程的净化通风系统下游斜井长度极值确定方法，一空气净化器安装在斜井内部，空气净化器两端分别为引风段和引射段，引风段对向斜井底部设置，引射段对向斜井入口设置；所述的净化通风系统中具有上游风流、待净化风流、净化后风流、未净化风流、下游风流；所述的上游风流是掌子面回流污风与斜井井底至空气净化器安装位置内的流动空气相混合风流，待净化风流是上游风流进入空气净化器的部分，净化后风流是经过空气净化器净化过后的风流，未净化风流是上游风流未进入空气净化器部分；通过空气净化器的引风段、引射段，上游风流和待净化风流、净化后风流、未净化风流，实现风流的分流流动、汇合流动；所述下游斜井长度极值计算式为：
4、
5、式中：q0为掌子面回流污风风量，m3/s；c＝c/δ为烟尘流量的综合影响因子与设计浓度的因变比数，m2/s；δ为通风设计的烟尘容许浓度，m-1；c为烟尘流量综合影响系数，m/s；l1为斜井上游距离，m；e为分风比，无量纲数；η为空气净化器烟尘除去效率，％；为稀释掌子面回流污风的距离损失；δ0为掌子面回流污风在斜井底部时烟尘浓度，m-1。
6、在其中一实施例中，所述烟尘流量综合影响系数c的计算式为：
7、
8、式中：qvi为烟尘基准排放量，m2/(veh·km)；fa(vi)为考虑烟尘的车况系数，无量纲数；fd为车密度系数，无量纲数；fh(vi)为考虑烟尘的海拔高度系数，无量纲；fiv(vi)为考虑烟尘的纵坡-车速系数，无量纲数；nd为柴油车车型类别数，无量纲数；nm为相应车型的交通量，veh/h；fm(vi)为考虑烟尘的柴油车车型系数，无量纲数。
9、在其中一实施例中，所述下游斜井长度极值计算式的获得过程包括如下步骤：
10、1)计算斜井上游烟尘流量，其计算式为：
11、
12、式中：qvi为斜井上游烟尘流量，m2/s；qvi为烟尘基准排放量，m2/(veh·km)；fa(vi)为考虑烟尘的车况系数，无量纲数；fd为车密度系数，无量纲数；fh(vi)为考虑烟尘的海拔高度系数，无量纲；fiv(vi)为考虑烟尘的纵坡-车速系数，无量纲数；nd为柴油车车型类别数，无量纲数；nm为相应车型的交通量，veh/h；fm(vi)为考虑烟尘的柴油车车型系数，无量纲数；l为斜井长度，m；
13、在公式(1)中，当基准排放量不变，以及车况、车密度、坡度、车速、柴油车车型无量纲数不变，且能忽略海拔变化所产生影响的情况下，则，斜井烟尘流量是斜井长度和综合影响因子的函数；其中，综合影响因子的计算式为：
14、
15、式中：c为烟尘流量的综合影响因子，m/s；
16、2)计算上游风流的烟尘浓度，应用公式(1)和(2)，并设上游斜井长度为l1，则混
17、合了掌子面回流污风的上游风流烟尘浓度计算式为：
18、
19、式中：δ1为上游风流的烟尘浓度，m-1；l1为上游斜井长度，m；q0为掌子面回流污风风量，m3/s；δ0为掌子面回流污风烟尘浓度，m-1；qa(vi)为斜井上游烟尘流量，m2/s；q1(vi)为斜井上游段新增的烟尘流量，m2/s；q0(vi)为掌子面回流污风的烟尘流量，m2/s；
20、3)计算分风比，其计算式为：
21、
22、式中：e为分风比，无量纲数；qb1为分流至空气净化器引风段的循环风流风量，m3/s；
23、根据质量守恒原理，则未进入空气净化器的风流的风量为：
24、qb2＝(1-e)·q0 (5)
25、式中：qb2为未进入空气净化器风流的风量，m3/s；
26、4)计算未进入空气净化器风流的烟尘浓度：
27、影响未进入吊顶湿式空气净化器风流烟尘流量计算式如下式：
28、qc2(vi)＝qb2(vi)＝δ1qb2＝δ1qc2 (6)
29、式中：qb2、qc2为未净化风流风量，m3/s；且qb2＝q本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于斜井运渣过程的净化通风系统下游斜井长度极值确定方法，一空气净化器安装在斜井内部，空气净化器两端分别为引风段和引射段，引风段对向斜井底部设置，引射段对向斜井入口设置；所述的净化通风系统中具有上游风流、待净化风流、净化后风流、未净化风流、下游风流；所述的上游风流是掌子面回流污风与斜井井底至空气净化器安装位置内的流动空气相混合风流，待净化风流是上游风流进入空气净化器的部分，净化后风流是经过空气净化器净化过后的风流，未净化风流是上游风流未进入空气净化器部分；通过空气净化器的引风段、引射段，上游风流和待净化风流、净化后风流、未净化风流，实现风流的分流流动、汇合流动；其特征在于，所述下游斜井长度极值计算式为：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟尘流量综合影响系数C的计算式为：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下游斜井长度极值计算式的获得过程包括如下步骤：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下游斜井长度极值的确定过程包括如下步骤：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气净化器为吊顶湿式空气净
...【技术特征摘要】
1.一种用于斜井运渣过程的净化通风系统下游斜井长度极值确定方法，一空气净化器安装在斜井内部，空气净化器两端分别为引风段和引射段，引风段对向斜井底部设置，引射段对向斜井入口设置；所述的净化通风系统中具有上游风流、待净化风流、净化后风流、未净化风流、下游风流；所述的上游风流是掌子面回流污风与斜井井底至空气净化器安装位置内的流动空气相混合风流，待净化风流是上游风流进入空气净化器的部分，净化后风流是经过空气净化器净化过后的风流，未净化风流是上游风流未进入空气净化器部分；通过空气净化器的引风段、引射段，上游风流和待净...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱欣毅，胡锦华，陈世强，吴世先，刘东，张佳华，吴志荣，李芳，李石林，徐卓韬，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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