一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法技术

技术编号:42865251 阅读:36 留言:0更新日期:2024-09-27 17:27
本发明专利技术涉及隧道工程技术领域,具体涉及一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,包括如下步骤:步骤一:根据瓦斯隧道的实际形状和大小,构建等比例的物理模型隧道;步骤二:建立物理模型隧道后,并进行网格结构化划分,建立空间框架;步骤三:在空间框架的基础上,建立基于真实瓦斯隧道工况的数值模型隧道,步骤四:在数值模拟过程中,根据物理场的煤层内瓦斯气体涌入物理模型隧道的情况,模拟实际瓦斯隧道内瓦斯气体的富集规律;使该物理模型隧道的模拟数据接近于实际,为生产实践提供更有价值的理论支撑,步骤五:根据模拟的瓦斯气体的富集规律,进行实际瓦斯隧道内的危险区域实时报警和危险区域的预判预测,保障瓦斯隧道内的安全生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道工程实验研究,具体涉及一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法


技术介绍

1、随着我国高速公路和地下交通的飞速发展,交通隧道的数量日益增多。然而,在隧道施工过程中,瓦斯隧道的施工相对复杂,且风险极高。一旦瓦斯燃烧或发生爆炸,将会引起重大的安全事故。

2、当铁路隧道穿越含瓦斯地层时,围岩受力平衡被破坏,瓦斯可能不断涌出,形成铁路瓦斯隧道。据统计,1949年至2019年,我国共修建了160座瓦斯隧道,其中高瓦斯隧道占59.375%,低瓦斯隧道占30.625%,瓦斯突出隧道占10%。瓦斯是一种无色、无味的有毒气体,当浓度达到一定水平时,容易导致人员窒息或瓦斯爆炸。近年来,铁路瓦斯隧道发生的瓦斯事故造成了严重后果。

3、通过对穿越煤系地层的隧道在隧道掘进过程中的瓦斯富集、扩散规律的研究,能够很好的避免瓦斯灾害。隧道内的瓦斯是以围岩中的裂隙或者孔隙为媒介进入隧道,在富含烃的煤系地层或者非煤系地层是提供瓦斯的主要源头,瓦斯压力、围岩孔隙率、地应力等对瓦斯涌出量有很大的影响,隧道内瓦斯的涌出是随着隧道开挖的影响破坏了原有平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,初始条件设置还包括建立基于真实瓦斯隧道工况的物理场,包括扩散时隧道温度、隧道内气压和地下煤层内瓦斯压力。

3.根据权利要求1所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,控制方程离散化包括物理模型隧道穿越物理场,煤层内的瓦斯涌入物理模型隧道。

4.根据权利要求3所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,控制方程离散化还包括定义瓦...

【技术特征摘要】

1.一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,初始条件设置还包括建立基于真实瓦斯隧道工况的物理场,包括扩散时隧道温度、隧道内气压和地下煤层内瓦斯压力。

3.根据权利要求1所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,控制方程离散化包括物理模型隧道穿越物理场,煤层内的瓦斯涌入物理模型隧道。

4.根据权利要求3所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,在步骤三中,控制方程离散化还包括定义瓦斯涌出量的数学模型和瓦斯浓度的扩散方程数学模型,并将两个数学模型带入数值模型中,便于后续进行数值模拟。

5.根据权利要求4所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危险区域辨识的方法,其特征在于,定义瓦斯涌出量的数学模型和瓦斯浓度扩散方程的数学模型,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种隧道内瓦斯富集规律和危...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨昌宇朱勇李敬罗禄森郑杰元卿伟宸胖涛蒋立徐怀仁袁勋范磊陈昂辜英晗
申请(专利权)人:中铁二院工程集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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