金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (12): 183-193.
王慧军1 杨 锟2 王 昊3 撒占友3 陶金旭3 胡珂宁3
WANG Huijun1 YANG Kun2 WANG Hao3 SA Zhanyou3 TAO Jinxu3 HU Kening3
摘要: 针对重载铁路隧道因“活塞风”效应引发的矿尘污染与资源浪费问题,以梁家山隧道为研究对象,通过 数值模拟与试验验证相结合的方法,系统探究了4种泄压整流装置(渐缩—等环型、等环—渐缩—等环型、渐缩—斜 切—等环型、等环—斜切型)的结构形式及关键参数(渐缩段最大/最小断面面积比r、渐缩角β)对隧道入口流场的调 控机制。结果表明:渐缩—等环型装置通过渐缩段收缩流道,降低隧道入口处的压力梯度,缓冲风压突变,结合等环段 稳定环隙流流态抑制涡流生成,其综合性能优于多段组合或单一斜切结构的装置。当r≤1.4时,随r值增大,风压峰 值随之降低;当r>1.4时,压力梯度有所回升。随β值增大,渐缩段侧壁对气流的引导作用增强,压力梯度沿程释放更 充分,避免了压力在隧道入口处的集中积累。基于梁家山隧道现场实际,优选r=1.4,β=20°为泄压整流装置最优结 构形式。工程验证显示,最优结构形式装置的应用可使隧道内最大风压降低60~100 Pa,矿尘浓度降幅达70%~90%, 能够实现对“活塞风”效应的有效控制,为同类工程提供了参数设计依据。
中图分类号: