通风施工方案

目~录TOC\o"1-5"\h\z一、通风方式选择 1隧道一般通风方式 1隧道通风方式选择 2二、隧道需风量的计算 5隧道施工通风的相关标准 5需风量计算 6局部通风机选型计算 7主要通风机选择 9射流风机的选择 9三、隧道通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析..10四通风管理 12丹景2#隧道通风施工方案一、通风方式选择1隧道一般通风方式隧道通风方式有压入式、抽出式、混合式、巷道式。如图1-1所示。各种通风方式优缺点比较如表1-1所示。加强通风是搞好瓦斯隧道安全施工的有效手段。(a)压入式(b)抽出式图1-1隧道一般通风方式示意图

表1-1通风方式比较通风方式优点缺点压入式有效射程大，冲淡和排除气体效果强；乏风不通过风机，可以采用柔性风筒；乏风从隧道通过，可以一并带走其它有害气体，对改善掌子面环境有利。长距离掘进需风量大；回风污染整条巷道。抽出式排烟效果好，需风量小；回风流不污染巷道；有效吸程短，风筒在钻爆法施工时，容易被击坏；乏风流经过风机。混合式适合大断面长距离隧道供风，有利于降尘；有利于机械化作业管理复杂巷道式乏风从另一条巷道流出，安全性好需要有双巷条件；需多做联络巷。2隧道通风方式选择丹景2#隧道为高瓦斯超长双线隧道，左洞全长3371m,右洞全长3404m,进出口两端同时施工。为确保通风可靠，施工期间隧道通风可以分三个阶段考虑，选择两种通风方式，即压入式及巷道式。第一阶段：为了保证各个掌子面有足够的风量，在瓦斯涌出正常，通风风量能将瓦斯稀释在规定的浓度以下的前提下，在进口1#车行横道、出口4#车行横道贯通左右洞之前，隧道采用压入式通风方式。在进口和出口左右洞口外适当位置安设局部通风机，分别向各个掌子面供风；同时，简阳端1#人行横道、成都端5#人行横道贯通后，为了确保隧道风流流向稳定，隧道左右洞内每隔一段距离增设一台射流风机用以引导风流方向和吹散局部地段积聚瓦斯，同时在1#及5#人行横道处安设射流风机。如图1-2（a）所示。第二阶段：在简阳端1#车行横道、成都端4#车行横道贯通左右洞之后，至隧道单洞贯通（根据施工组织设计及左右洞的施工进度，右洞首先贯通）之前，隧道采用巷道式通风。在简阳端和成都端左（右）洞口做密闭墙，并安设主要通风机；在最近的车行横道中间设备调节风门，防止风流短路；并将局部通风机移至右（左）洞内适当位置的新鲜风流中，分别向各个掌子面供风；同时前面的所有道贯通的车行横道及人行横道均进行密闭。图1-2丹景2#隧道施工过程中三个阶段通风示意图成都第二绕城高速公路（东段）A1合同段丹景2#隧道通风施工方案巷道式通风时，通风路线为：新鲜空气f右洞f局部通风机f右洞及左洞掌子面f左洞f主要通风机f地面。如图1-2（b）所示。第三阶段：当右洞贯通后，左洞尚未贯通时，通风系统需做如下的调整：只保留简阳端（或成都端）的主要通风机；在2#车行横道和3#车行横道中设调节风门，在简阳端（成都端）右洞中设调节风门，其它所有道贯通的车行横道及人行横道均要进行密闭；在成都端左洞的新鲜风流中安设局部通风机向成都端左洞掌子面供风；在成都端右洞的新鲜风流中安设局部通风机向简阳端左洞掌子面供风；简阳端右洞内的通风则依靠洞中的调节风门调节适当风量进行养护。此时，通风路线为：新鲜空气f成都端左洞f局部通风机f成都端左洞掌子面一3#车行横道f右洞f2#车行横道f简阳端左洞f主要通风机f地面。新鲜空气f成都端右洞f局部通风机f简阳端左洞掌子面f简阳端左洞f主要通风机f地面。如图1-2（c）所示。左右两洞均贯通后，撤除所有的通风设施，在隧道中每隔一段距离安设射流风机用以引导风流方向和吹散积聚瓦斯，则施工通风结束，隧道运营中的通风按初步设计中的运营通风要求执行。二、隧道需风量的计算1隧道施工通风的相关标准1、 坑道中氧气含量按体积计不应小于20%。2、 坑道内气温不宜高于30°C。3、 有害气体浓度一氧化碳（CO）—般情况下不大于30mg/m3，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为100mg/m3，但工作时间不得超过30min。二氧化碳（CO2）体积浓度不得大于0.5%。氮氧化物（NO2）在5〜8mg以下。甲烷（CH4）体积浓度不得大于0.5%；4、 粉尘浓度含10%以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于2mg；10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每立方米不得大于4mg。5、 噪声不宜大于90dB。隧道施工通风应能满足洞内各项作业所需要的最大风量。风量按每人每分钟供应新鲜空气4m3计算，采用内燃机械作业时，lkW供风量不宜大于3m3/min。风速在开挖时不应小于0.15m/s,坑道内不应小于0.25m/s,但均不应大于6m/s。瓦斯地段供风，应将新鲜空气送至开挖面，将开挖面附近及其回风流中的瓦斯浓度稀释到0.5%以下。2需风量计算根据上面的要求，隧道施工过程中第一、二阶段，有4个掌子面同时施工；第三阶段有2个掌子面同时施工。本节计算得出的风量即为其中任一掌子面的需风量。1、 按最多作业人数计算Q二Nxq二92x4二368m3/minamaxa式中：“maL隧道内同时工作的最多人数，N二N+N+N+N+N+N+N二92人max1 2 3 4 5 6 7Ni—上台阶钻爆工序最多人数，Ni=16人；N2—下台阶钻爆、出渣、初支时最多人数，N2=12人；N3—仰拱填充时最多人数，"3=22人；N4—拱墙钢筋施工时最多人数，N4=6人；N5—拱墙防水层施工时最多人数，N5=5人；N6—拱墙衬砌施工时最多人数，N6=11人；N7—检查及后勤辅助同时施工时最多人数，N7=20人；qa—每人每分钟需风量，4m3/min；2、 按最大炸药消耗量计算78 78 - Q= x3A-S2•L2=-ox3150-62742•80@=18797m3/min式中：A—开挖工作面一次爆破的最多炸药量，150kg；S—隧道上台阶开挖工作面一次开挖面积，62.74m2；L—最大排烟距离，800m；t—排除隧道内炮烟所需时间，取30min。3、 按洞内同时工作内燃机设备计算Q=qx(N +N +N)xKcc 装载机挖掘机自卸车 c=4.5X(154+110+2X162)X0.7=1852.2m3/min

式中：qc—内燃机每kW所需风量，4.5m3/minN装载机—装载机功率，154kW；N挖掘机—挖掘机功率，110kW；N自卸车—自卸车功率，2X162kW；qc—内燃机同时工作系数，取0.7。4、按瓦斯涌出量计算丹景山2#隧道开挖至今，已发现瓦斯，且相关瓦斯资料不全，无法进行定量的预测。故根据经验预计隧道在开挖过程中，瓦斯涌出量可能达到5m3/min，待相关参数确定后，再重新计算。100Kqdd100KqddX=C-Cpi100X1.8X5.05-0=1800m3/min式中：Kd—瓦斯涌出不均衡系数，取1.5〜2.0。qd—预计隧道瓦斯涌出量，5.0m3/min；Cp—隧道内最高允许瓦斯浓度，％;Ci—进风流中瓦斯浓度，%；5、需风量根据以上计算，隧道任一掌子面需风量为Q需=max(Qa,Qb,Qc,Qd)=max(368,1879.7,1852.2,1800)=1879.7m3/min=31.3m3/s（3）通风机选择3局部通风机选型计算、局部通风机工作风量Q二p-Qaqh式中：Qa—局部通风机工作风量，m3/min；Qh一掘进工作面需风量，取计算最大值1879.7m3/min（31.3m3/s）；Pq—风筒漏风系数。1P1P=q1一n•耳j11一20x0.005=1.11式中：n—风筒接头数；最长送风距离为800m，设计取接头20个（50m—节14节，30m一节2节，10m一节4节）；"j—每个接头的漏风率；插接时Li=0.01〜0.02,螺圈反边接头时Li=0.005，取0.005。Q=p-Q=1.11x31.3=34.8m/s=2088m3/minaqh、局部通风机全风压计算H=RQQ+h=a'LU~QQ+0.811P =6.5a qq+0.811P'Q^h~t fah vo S3ah D D5ah D4800 4 31.32=6.5X21X10-4XX31.3x34.8+0.811x1.2x1.55 1.54=1566+188=1754Pa式中：Ht—局部通风机全风压，Pa；Rf—压入式风筒的总风阻，N-S2/m8；hv—风筒出口动压损失，N-S2/m8；a—风筒的摩擦阻力系数，取0.0021N-S2/m4；L—风筒通风距离，m；D—风筒直径，m；、通风机确定隧道两端每个工区的每个掌子面选用FDF（C）Nq13/2X132型矿用隔爆压入式对旋轴流局部通风机（一台备用，一台使用）配①1500mm胶质阻燃、抗静电风筒供风。整个隧道共4台局部通风机。表3-2轴流通风机性能参数表型号功率/kW风 量/m3•min-1全压/PaN13/2X1322X1321700〜3330920〜5950、风速验算隧道内各部位风速见表5-3所示表5-3隧道内各部位风速表号部位断面面积/m2平均风速/m•s-1主同Ayl123上台阶段62.740.50下台阶段82.720.38仰拱已做未施工拱墙衬砌段83.140.384已衬砌段73.040.43由表可知，隧道内风速在0.25m/s〜6m/s之间，能够满足相关要求。3主要通风机选择、主要通风机风量计算Q—1.2xYQ=1.2x2x31.3=75.1m3/s=4507.2m3/miny式中：Q—任意两个掌子面需风量之和。、通风机工作风压H—h+h+hXkzhxs式中Hx-主要通风机必需风压（Pa）。hK-矿井的计算风压（Pa）。hhzh-通风装置静压及风道阻力损失，取150Pa。hxs-消声装置阻力损失，取50Pa。h—h+h=a Q2+hx10%k摩局360S03x30.9摩—34.4x10-4x x722x（l+0.1）—5.5Pa73.043H—5.5+150+50—255.5PaX、确定主要通风机型号隧道两端每个工区选用2台FBDCZNQ19/2X185kW型防爆对旋轴流式通风机矿用隔爆压入式对旋轴流主要通风机（一台备用，一台使用）。整个隧道共4台主要通风机。表5-4主要通风机技术指标型号电机功率/kW转速/r•min-1风量/m3•s-1静压/PaFBDCZN19/2X1852X18598046〜105600〜36004射流风机的选择1）、隧道施工过程中配备射流风机的主要作用：主洞及横通道内引导风流方向。在主洞内存在局部瓦斯积聚地段用于吹散积聚的瓦斯2） 、目前，隧道专用射流风机尚无防爆型，因此，在购买风机时必须要求厂家对风机进行改装，并达到相关规程、规定的防爆要求。3） 、隧道在施工过程中，可根据需要选择适当的射流风机。三、隧道通风系统的合理性、可靠性和抗灾能力分析1、 隧道通风方式及通风系统对隧道安全的保证程度分析隧道前期（最大700m）采用压入式通风方式，隧道前段埋深较浅，隧道内的风流正压力可减少瓦斯涌出量；前期通风距离较短，通风瓦斯管理相对较容易，掌子面的有效风量率较高。后期长距离采用巷道式通风方式，此方式使隧道内风流处于负压状态，能使风流有序的流动，能自动引排隧道内的瓦斯，在主要回风流中无电器设备和运输设备，对安全十分有利，漏风量小，通风管理较简单。该通风方式不但可保证隧道内各用风地点正常通风，而且对抵御灾害具有很大的优越性。主要体现在以下几个方面：⑴隧道的左洞及右洞均可作为安全出口，坑道内发生灾变时，人员可按避灾路线撤至地面。无论前期还是后期安全出口均不少于2个。⑵设置了风门等通风构筑物，能够使风流按拟定的路线流动。⑶后期隧道采用巷道式通风时，主要通风机采用抽出式通风，而且配备两台，一台工作，一台备用，能够保证隧道内连续、稳定地供风。系统的稳定性和可靠性有较大的保障。⑷各隧道掌子面全部为独立通风，各人行横道和车行横道为负压通风，无角联通风。⑸有利于对掌子面及横通道等进行风量、风速监测，确保风量满足要求，风速符合规定。⑹在主要回风流中无电器设备和运输设备，更有利于高瓦斯隧道的安全管理。2、 对其它安全保证措施的分析⑴局部通风的保证程度和措施该隧道为高瓦斯隧道，掌子面是以其回风巷中瓦斯浓度不超过0.5%的标准进行配风的。符合要求。⑵保证风流稳定的措施

为使风流按规定线路流动，在各并联的通风网络上设有密闭墙、调节风门等通风构筑物。清除巷道的杂物或障碍，尽量避免在主要巷道内停放运输车辆，堆放材料，确保风流通畅。⑶防止漏风的措施风门、密闭等通风构筑物砌筑应保证质量，加强通风构筑物的严密性。加强通风管理，设置专人负责通风构筑物的检查和维修。在主要风流的分支或汇合地点，各用风地点的进出风侧均设测点，测出风量、风速等参数，从而得到主要漏风地点、漏风区段的漏风量数据，有针对性地进行处理。降低用风地点风阻，使漏风压差减小，能降低并联风路的漏风量。（4）特殊状况的通风措施由于瓦斯的密度远远小于空气的密度，所以瓦斯容易在空间上部积聚。在隧道发生塌方、掉顶时，极易引起瓦斯的积聚，所以在上述情况出现时，要特别加强事发地点的通风，严防瓦斯积聚。在本隧道施工中，主要采用以下两种方法防止上述情况瓦斯积聚：方法一：风筒分支排放法。冒顶或塌方处附近的风筒上加“三通”或安设一段小直径的分支内筒，向冒顶空洞内送风，以排除积聚的瓦斯。以下是安装示意图。IV风管分支1 丿主风管 \方法二：压风排除法。在高压风管上接出分支，并在支管上设若干个喷嘴，利用压风将积聚的瓦斯排除。当掌子面发生塌方或涌水造成坍腔时，也采用此方法防止瓦斯积聚。以下是安装示意。11压风管分支法防止瓦斯积聚