自流排水洞及7#施工支洞通风优化方案

1、 TOC o 1-5 h z 1概述22编制依据23通风量的计算及确定21计算参数的确定2施工人员所需风量3爆破散烟所需风量3使用柴油机械时的通风量4通风量的确定54通风机工作风量计算5采用吸出式或混合式通风时的工作风量5采用压入式通风时的工作风量55通风机工作风压计算66通风机的电动机容量计算6采用吸出式或混合式通风时的电动机容量6采用压入式通风时的电动机容量77通风方案比较及选择7自流排水洞及7#施工支洞通风优化方案1概述梅州抽水蓄能电站自流排水洞洞口位进场公路K5+000K5+020之间底部 大梧溪河右岸的岸坡上，洞口高程为293. 500m；尾部（地下厂房端）接厂周底 层排水廊道右侧，

2、控制高程298. 000m。自流排水洞全长3593. 8861n，坡度为1. 25%。 自流排水洞断面采用城门型断面，断面净尺寸为3. 0mX2.9m （宽X高）。洞室围 岩以II类III类为主。7#施工支洞与乡道Y318相接，洞口位于上坪冲沟左岸岸坡上，洞口高程为 324. 000m：支洞尾部接自流排水洞（桩号Pl+755. 566m）,底板高程295. 698m。 7#施工支洞全长600. 454m,坡度为4. 71%。支洞断面采用城门洞型,断面净尺寸 为3.0mX3.0m （宽X高）。洞室围岩以II类HI类为主。隧道开挖采用手风钻钻孔、2#岩石乳化炸药爆破、扒渣机装车、小型自卸汽 车运输

3、出渣的方式施工，循环进尺按IHI类围岩2. 0-2. 5m、IV类围岩1. 8m、 V类围岩1.4m进行控制，最大装药量约为32kg。因原报审的施工组织设计中“3. 5. 2施工通风”的部分计算参数取值与程 实际情况差异较大，致使原通风设备的选型不太理想。为此，现对原方案进行优 化设计。2编制依据（1）合同文件技术部分；（2）水工建筑物地下工程开挖施工技术规范（DL/T 5099-2011）；（3）水利水电工程施工组织设计手册：（3）施工组织设计；（4）工程实际情况。3通风量的计算及确定计算参数的确定隧洞断面面积:S=ll m?同时爆破的炸药量：Q二32kg通风距离：Ll=1755. 6m （

4、7#施工支洞贯通前，桩号0000. 01+755. 6段）L2=2438. 3m （7井施工支洞贯通后，桩号1+755. 63+593. 8段）洞内最多作业人数：m=10人爆破后通风排烟时间：tW30min塑料管道百米漏风率：P=1.5%施工人员所需风量Vp=qmk=3X10X1. 5=45 m3/min （ 1）式中Vp 一施工人员所需风量，m5 /min；q -洞内每人每分钟所需新鲜空气量，取3m3/min；m 一洞内同时工作的最多人数，取10人：k 风量备用系数1. 31. 5,取1.5；3.3爆破散烟所需风量按纯稀释炮烟的理论计兑风量VL=5QB/t =5X32X0. 044-30=0

5、. 21 m3/min （2）式中VL爆破散烟计算风量，mJ /min；Q 一同时爆破的炸药量，取32kg；B 一炸药爆破所构成的折合一氧化碳体积，根据规范取40L/kg：t 一通风时长，t=30min；3. 2按通风方式计算风量（1）从开挖面至稀释炮烟到安全浓度的距离LL =400Q/S=400X324-11=1163. 6m（3）工程实际洞口至工作面最大的通风距离：Ll=1755. 6m （7#施工支洞贯通前,桩号0+000. 01+755. 6段）L2=2438. 3m （7升施工支洞贯通后，桩号1+755. 63+593. 8段）因LI、L2均大于L,故式（4）中的安全距离L均取值11

6、63. 6nu （2）压入式通风Vy=21. 4yQSL/t =21. 4X32 X 11 X 1163.64-30=456mJ /min（4）式中 Vy 压入式通风计算风量，m/min：S 隧洞断面面积，取11 m1；L -开挖面至稀释炮烟到安全浓度的安全距离，取1163. 6m；(3)吸出式通风Vx=l5 J(15 4-1)QS/t=15X/(l5+ 32 + 5)x 32 X 11 + 30=43. 8m3 /min(5)式中Vx 吸出式通风计算风量，m3 /min：Q -同时爆破的炸药量，取32kg；S 一隧洞断面面积，取11后：布置时，风管吸风口距工作面的距离Lx宜小于风流有效吸程L

7、x。LxWLx，= 1. 5百二 1.5X3. 3=4. 97m (6)若LxLx时，则按公式计算的吸出风量需增加20%。此时，Vx=52. 6 nr/min。(4)混合式通风混合式压入时：Vhy=7. 8晒/. 8X 348480030=39. 4 mVmin(7)(式中,M=QS?Ly2=32 XIFX 3()2=3484800 )混合式吸出时：Vhx=l. 3Vhy=51.2 m3/min(8)上述两式中，Vhy 一为混合式压入通风量，m /min：Vhx -为混合式吸出通风量，m3 /min：Ly 压风管口至工作面距离，取30m。3.3.3洞内最小风速所需风量Vd60V_S=60X0.

8、 25X 11=165 m3/min (9)式中，Vd 一保证洞内最小风速所需风量:，m /min；Vmin洞内允许最小风速，取0. 25m/s：S 隧洞断面面积，取11使用柴油机械时的通风量洞内使用柴油机械时，需考虑与同时施工的人员所需的通风量神加。Vg=VoN+qmk=4X24+3X3X 1. 5=109. 5 m3/min (10)式中，Vg 使用柴油机械时的通风量，m/min：Vo 一单位功率需风量指标，根据规范取4. 0mkw. min；N 一同时在洞内工作的柴油机械的总额定功率，本工程出渣采用2 辆小型自卸汽车，取24kw：q 一洞内每人每分钟所需新鲜空气量，取31n3/min；m

9、 一洞内同时工作的最多人数，取3人：k 风量备用系数1.31.5,取1.5；通风量的确定根据规范及施工手册，通风量的确定一般取上述各式计算结果的最大值。而 从式(1)式(10)的计算结果可见，由于通风方式的不同，其最大值有两种 情况，分别如下：1)采用吸出式或混合式通风时，V=165 m1 /min：2)采用压入式通风时,V=456 m /min：4通风机工作风量计算采用吸出式或混合式通风时的工作风量自流排水洞及7#施工支洞均采用风管式通风，其风机工作风量分别为：Vml- (l+PLi/100) V-(l+l. 5%X 1755. 6-r 100) X 165-208. 5 n? /niin(

10、11)Vm2= (l+PL/100) V= (1+1. 5% X 2438. 3 + 100) X 165=225. 3 m3/min(12)式中，Vm 一风机工作风量，m3 /min：V 一洞内施工需要的有效风量，155m3/min：LI、L2 一分别为7#施工支洞贯通前后的风管长度；P 100m塑料风管漏风量，取1.5%。采用压入式通风时的工作风量自流排水洞及74施匚支洞均采用风管式通风，其风机工作风景分别为：Vml=(l+PLi/100) V=(l+1. 5%X 1755. 64-100) X456=576. 2 m3/min(13)Vm2= (l+PL/lOO) V=(l+1. 5%X

11、2438. 3H-1OO) X 456=622. 6 m3/min(14)式中，Vm 一风机工作风量，m/min：V 一洞内施匚需要的有效风量,456m5 /min；LI、L2 一分别为7#施工支洞贯通前后的风管长度； P 100m塑料风管漏风量，取1.5%。5通风机工作风压计算自流排水洞及7#施工支洞的通风机工作风压分别为：Hml=Hkyl+Hpl= (1+25%) Hkyl=l. 25X0. 05X1755. 6=109. 5 mmH20(15)Hm2=Hkyl+Hpl= (1+25%) Hkyl=l. 25X0. 05X2438. 3=152. 5 mmHzO(16)式中：Hm 一风机工

12、作风压，inmHcO：Hky 一沿程风压损失，minHjO,计算式为Hky二(J L；Hp 局部风压损失，mrnHzO,此处按沿程风压损失的25%计；M 一每米风管沿程损失，mmHzO/m,按“通风计算诺模图”查得，p =0. 05：LI、L2 一分别为7#施工支洞贯通前后的风管长度；6通风机的电动机容量计算6.1采用吸出式或混合式通风时的电动机容量自流排水洞及泮施L支洞的通风机的电动机容量分别为：N1 = YJWB= (3 48X109.5X1.2X1,2) + (1O2X8O%X1) =6. 7KW 102771%(17)10切1%=(3. 76X152.5X1.2X1.2) + (102

13、X80%Xl) =10. 1KW(18)式中：Nl、N2 通风机电动机容量，KW；V.、Vw一通风机工作风量,分别为3. 48m3/s、3.76 ms/s；H.ix L一 风机工作风压,n i一静压效率，取80%；n 2-机械传动效率，直接传动，取1.0；B 一电动机容量储备系数，取L2：Y 一空气重率，取L2kg/mS。6.2采用压入式通风时的电动机容量自流排水洞及7#施工支洞的通风机的电动机容量分别为：N1 = YnJWB=(9.6X109.5X1.2X1.2) + (102X80%Xl) =18. 6KW 10才0(19)N2 = Vm2Hro2ZB= (10.4X152.5X1.2X1

14、.2) + (102X80%Xl) =28. 0KW 102771%(20)式中：Nl、N2 一通风机电动机容量，KW；V.i、V&通风机工作风量,分别为9. Gm/s、10. 4m/s：FL一 风机工作风压，minHzO；n i一静压效率，取80%：n 2机械传动效率，直接传动，取1.0；B 电动机容量储备系数，取L2：Y -空气重率，取1. 2kg/mSo7通风方案比较及选择根据上述计算结果，自流排水洞及7#施工支洞的通风方式及通风机的选择 有以下几种方案：方案一：采用吸出式通风，宜在作业面附近分别布置一台风机，其电动机容 量应分别大于6. 7KW. 10. 1KW,且工作风量分别不小于1

15、65mJ/min。方案二：采用混合式通风，宜在两个洞口及相应的作业面附近分别布置一台 风机，其电动机容量两两叠加后应分别大于6. 7KW、10. 1KW,且I：作风量两两叠 加后分别不小于165m3/min。方案三：采用压入式通风，宜在两个洞口分别布置一台通风机，其电动机容 量应分别大于18. 6KW、28. 0KW,且工作风量不小于4561n/min。现将上述三种方案比较如下：表7.1方案对比表编号位置优点缺点方案一吸出式通风通风设备可根据开挖进尺及 时跟进，作业面附近的废气排出 效率较高，不会对整个洞室的空 气产生污染.作业面的新鲜空弋只能靠 自然对流获得，废气置换效 率较低：对单台设备依赖性 较