[发明专利]一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法及三通分风装置

说明书

本发明公开了一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法及三通分风装置，包括以下步骤：S1、初始化确定第一出风口的风量Q₁、第二出风口的风量Q₂和第一出风口到掌子面的距离L；S2、根据第一出风口的风量Q₁，计算出第一出风口处的动量，根据第二出风口的风量Q₂，计算出第二出风口营造的隔尘空气幕；S3、根据第一出风口处的动量与第二出风口营造的隔尘空气幕，计算出隔尘空气幕能够挡住第一出风口处的动量到掌子面后产生的回流污风。是通过第二出风管射流形成空气幕来实现控尘的，相较于现有的控尘方法，更为简单有效，目的是将近掌子面处的粉尘控制在控尘区，从而便于除尘装置快速、有效去除近掌子面处的粉尘，提升除尘装置的效率。

技术领域

本发明涉及一种空气幕的参数设计方法，特别涉及一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法及三通分风装置，应用于隧道施工通风除尘领域。

背景技术

我国高等级公路标准正不断提高，长距离、大断面高速公路隧道修建的越来越多。然而，随着隧道距离加长、断面面积增大，如何合理设计通风除尘，成为了业界普遍面临的难题。目前，在隧道内的粉尘监测监控以及除尘技术等研究方面，比较完善和先进。但是，现有研究表明，在掘进过程中，不论采用炮掘、人工掘进或者盾构机掘进，掌子面依然是主要的产尘点，而且，掌子面的尘源较分散，产出粉尘的运移轨迹呈现出无序性，这导致安设于临近掌子面的除尘装置实时空气净化效能偏低。

目前公路隧道控尘领域研究尚不深入和系统，但是，矿井中的控尘技术已经趋于完备。例如，中国专利公开(公告)号：CN112253210A，公开了一种煤矿综掘工作面用伞状气幕供风控尘装置，用于解决供风与除尘的重叠区域缺少新鲜气流，一定程度上，解决了有毒有害气体在该区域积聚的问题，此外，通过伞状气幕控尘装置形成的伞状气幕，阻隔迎头粉尘向后方扩散，进而，实现了区域控尘；

中国专利公开(公告)号：CN112483084A，公开了一种综采工作面全隔断式气幕控尘方法，通过狭缝式出风风机出风口朝向采煤机司机上方倾斜出风而形成气幕，将两个扇形气幕的上方封闭起来，从而完全阻挡煤尘进入司机工作区域，同时，部分被阻挡的煤尘会被风幕吹向采空区，减少工作面的煤尘浓度；

中国专利公开(公告)号：CN112879068A，公开了一种综掘面大涡集尘－旋流布风分域系统及分域通风控尘方法，通过在综掘机上布置分风器，通过侧向出风口配合巷道侧壁形成旋流布风区域，大涡集尘区域与旋流布风区域能随综掘机一起前移，为除迎头区域外的作业区提供大量新鲜无污染的空气，大大缓解了传统附壁风筒技术中常出现的瓦斯聚集问题。

很显然，上述方法主要目的在于缓解瓦斯聚集、阻挡煤尘向采煤机操作者扩散，并不能营造高度较高、跨度较大的隔尘空气幕，最关键的是所形成气幕的稳定性不强，阻尘效果以及除尘装置的除尘效率提升尚不显著。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的隧道施工中，掌子面的尘源较分散，产出粉尘的运移轨迹呈现出无序性，这导致安设于临近掌子面的除尘装置实时空气净化效能偏低的问题，本发明提供一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法及三通分风装置，是通过第二出风管射流形成空气幕来实现控尘的，目的是将近掌子面处的粉尘控制在控尘区，从而便于除尘装置快速、有效去除近掌子面处的粉尘，提升除尘装置的效率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种用于营造隔尘空气幕的参数设计方法，包括以下步骤：

S1、初始化确定第一出风口的风量Q₁、第二出风口的风量Q₂和第一出风口到掌子面的距离L；

S2、根据第一出风口的风量Q₁，计算出第一出风口处的动量，根据第二出风口的风量Q₂，计算出第二出风口营造的隔尘空气幕；

S3、根据第一出风口处的动量与第二出风口营造的隔尘空气幕，计算出隔尘空气幕能够挡住第一出风口处的动量到掌子面后产生的回流污风。