【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隧道通风，特别涉及一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法、系统和设备。
技术介绍
1、隧道施工通风是保护作业人员健康与安全的重要措施，同时是影响施工进度和质量的关键因素。高原地区受到海拔影响，低气压含氧量仅为海平面的60％左右，存在高寒、低压、设备效率低等情况，同时长大隧道独头掘进距离大，洞内含氧量比洞外更低，存在不同区域气流不均衡、局部压差不足，致使工作人员及机械设备在这种环境下功效损失明显等问题，为保护洞内施工人员身心健康、确保安全生产、提高工作效率，长大隧道洞内通风要求合理高效。因此对高海拔地区长隧道环境下施工的通风提出很高的要求。
2、在长隧道的施工中，将长隧道进行分段开挖是一种常用的隧道施工技术，通过将长隧道的开挖任务分成多个相对较短的作业段，分阶段进行施工。现有的分阶段通风通常指的是为每个开挖段配置独立的通风系统，但是，针对各个作业段，如何依据该作业段的施工，结合不同的施工进度对通风系统、通风方法进行局部优化，以解决高海拔长隧道施工中隧道内部通风效果难以保证的问题，同时提高通风效率，是业界的难点之一。
3、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法、系统和设备，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、第一方面，本申请提供了一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，高海拔长隧道具有多
4、s1：设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个风机，两个风机设置于正洞右线两个横洞的洞口位置处，并通过风管向横洞施工面送风；
5、s2：横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上，在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，构成四台风机的通风方案，采用压入式通风模式来完成正洞施工中不同方向的通风任务；
6、s3：将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得n个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
7、s4：将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整所述第二通风系统的通风方案；
8、s5：设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。
9、结合第一方面，在一些可能的实现方式中，s3中，所述传感器采集到的数据包括：有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据；
10、相应地，所述依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值，包括：
11、基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度；
12、基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值；
13、将所述气体积聚度和所述通风效率损失值进行加权求和，得到所述通风威胁值。
14、结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度，具体为：
15、使用实时洞区湿度数据、实时洞区温度数据及其相应的影响因子分别对各个通风洞区的有害气体浓度数据进行修正，并将修正结果进行归一化处理和求和，得到气体积聚度。
16、结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值，具体为：
17、提取各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，得到通风路径阻力集合、通风功率集合及洞区风流速度集合；
18、任取一通风洞区作为当前洞区，在通风路径阻力集合、通风功率集合及洞区风流速度集合分别查找与当前洞区的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度最接近的数值，记为最接近阻力、最接近功率、最接近风速；
19、计算当前洞区的通风路径阻力的平方与最接近阻力的平方之间的差值，得到第一差值，计算通风功率的平方与最接近功率的平方之间的差值，得到第二差值；计算洞区风流速度的平方与最接近风速的平方之间的差值，得到第三差值；
20、将第一差值、第二差值、第三差值分别对应除以通风路径阻力均值、通风功率均值、洞区风流速度均值，再将相除的结果求和，得到各个通风洞区的通风效率损失值。
21、结合第一方面，在一个可能的实现方式中，s4中，若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值大于预设的通风威胁阈值，则判断该通风洞区为高风险洞区，按如下方式调整所述第二通风系统的通风方案：
22、增加原有风机的风速；
23、在该通风洞区设置回风巷道，并在回风巷道增加抽出式通风机；
24、将压入式通风模式改为压抽结合的通风模式；
25、若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值小于或等于预设的通风威胁阈值，则判断该通风洞区为低风险洞区，保持原有的风机数量和位置不变，继续使用压入式通风模式。
26、结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述回风巷道与横洞出口之间设置两道风门。
27、结合第一方面，在一些可能的实现方式中，每个横洞施工位置处的横洞包括第一横洞、第二横洞，在横洞施工阶段，控制风管上设置的风阀向第一横洞、第二横洞的施工面送风。
28、第二方面，高海拔长隧道巷道式分阶段通风系统，所述系统中，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该通风系统包括：
29、第一通风单元，配置为设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个风机，两个风机设置于正洞左右线两个横洞的洞口位置处，并通过第一风管组件向横洞施工面送风；
30、第二通风单元，配置为横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上，在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，构成四台风机的通风方案，采用压入式通风模式来完成正洞施工中不同方向的通风任务；
31、威胁值计算单元，配置为将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得n个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
32、通风方案调整单元，配置为将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整所述第二通风系统的通风方案；
33、风机调整单元，配置为设置浓度检测系统和回风检测系统，实时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该通风方法包括：
2.根据权利要求1所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，S3中，所述传感器采集到的数据包括：有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据；
3.根据权利要求2所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度，具体为：
4.根据权利要求2所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值，具体为：
5.根据权利要求1所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，S4中，若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值大于预设的通风威胁阈值，则判断该通风洞区为高风险洞区，按如下方式调整所述第二通风系统的通风方案：
6.根据权利要求5所述的高海拔长隧道巷道式分阶
7.根据权利要求1所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，
8.一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风系统，其特征在于，所述系统中，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该通风系统包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法。
...【技术特征摘要】
1.一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该通风方法包括：
2.根据权利要求1所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，s3中，所述传感器采集到的数据包括：有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据；
3.根据权利要求2所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度，具体为：
4.根据权利要求2所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值，具体为：
5.根据权利要求1所述的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，其特征在于，s4中，若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值大于预设的通风威胁阈...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟，杨曦，唐涛，何灿灿，罗彬，刘泽功，傅师贵，李阳，薛通情，张得利，张阁，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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