通風(fēng)施工方案

目~錄TOC\o"1-5"\h\z一、通風(fēng)方式選擇 1隧道一般通風(fēng)方式 1隧道通風(fēng)方式選擇 2二、隧道需風(fēng)量的計(jì)算 5隧道施工通風(fēng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 5需風(fēng)量計(jì)算 6局部通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算 7主要通風(fēng)機(jī)選擇 9射流風(fēng)機(jī)的選擇 9三、隧道通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災(zāi)能力分析..10四通風(fēng)管理 12丹景2#隧道通風(fēng)施工方案一、通風(fēng)方式選擇1隧道一般通風(fēng)方式隧道通風(fēng)方式有壓入式、抽出式、混合式、巷道式。如圖1-1所示。各種通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較如表1-1所示。加強(qiáng)通風(fēng)是搞好瓦斯隧道安全施工的有效手段。(a)壓入式(b)抽出式圖1-1隧道一般通風(fēng)方式示意圖

表1-1通風(fēng)方式比較通風(fēng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)壓入式有效射程大，沖淡和排除氣體效果強(qiáng)；乏風(fēng)不通過風(fēng)機(jī)，可以采用柔性風(fēng)筒；乏風(fēng)從隧道通過，可以一并帶走其它有害氣體，對改善掌子面環(huán)境有利。長距離掘進(jìn)需風(fēng)量大；回風(fēng)污染整條巷道。抽出式排煙效果好，需風(fēng)量??；回風(fēng)流不污染巷道；有效吸程短，風(fēng)筒在鉆爆法施工時(shí)，容易被擊壞；乏風(fēng)流經(jīng)過風(fēng)機(jī)?；旌鲜竭m合大斷面長距離隧道供風(fēng)，有利于降塵；有利于機(jī)械化作業(yè)管理復(fù)雜巷道式乏風(fēng)從另一條巷道流出，安全性好需要有雙巷條件；需多做聯(lián)絡(luò)巷。2隧道通風(fēng)方式選擇丹景2#隧道為高瓦斯超長雙線隧道，左洞全長3371m,右洞全長3404m,進(jìn)出口兩端同時(shí)施工。為確保通風(fēng)可靠，施工期間隧道通風(fēng)可以分三個(gè)階段考慮，選擇兩種通風(fēng)方式，即壓入式及巷道式。第一階段：為了保證各個(gè)掌子面有足夠的風(fēng)量，在瓦斯涌出正常，通風(fēng)風(fēng)量能將瓦斯稀釋在規(guī)定的濃度以下的前提下，在進(jìn)口1#車行橫道、出口4#車行橫道貫通左右洞之前，隧道采用壓入式通風(fēng)方式。在進(jìn)口和出口左右洞口外適當(dāng)位置安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)，分別向各個(gè)掌子面供風(fēng)；同時(shí)，簡陽端1#人行橫道、成都端5#人行橫道貫通后，為了確保隧道風(fēng)流流向穩(wěn)定，隧道左右洞內(nèi)每隔一段距離增設(shè)一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)用以引導(dǎo)風(fēng)流方向和吹散局部地段積聚瓦斯，同時(shí)在1#及5#人行橫道處安設(shè)射流風(fēng)機(jī)。如圖1-2（a）所示。第二階段：在簡陽端1#車行橫道、成都端4#車行橫道貫通左右洞之后，至隧道單洞貫通（根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)及左右洞的施工進(jìn)度，右洞首先貫通）之前，隧道采用巷道式通風(fēng)。在簡陽端和成都端左（右）洞口做密閉墻，并安設(shè)主要通風(fēng)機(jī)；在最近的車行橫道中間設(shè)備調(diào)節(jié)風(fēng)門，防止風(fēng)流短路；并將局部通風(fēng)機(jī)移至右（左）洞內(nèi)適當(dāng)位置的新鮮風(fēng)流中，分別向各個(gè)掌子面供風(fēng)；同時(shí)前面的所有道貫通的車行橫道及人行橫道均進(jìn)行密閉。圖1-2丹景2#隧道施工過程中三個(gè)階段通風(fēng)示意圖成都第二繞城高速公路（東段）A1合同段丹景2#隧道通風(fēng)施工方案巷道式通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)路線為：新鮮空氣f右洞f局部通風(fēng)機(jī)f右洞及左洞掌子面f左洞f主要通風(fēng)機(jī)f地面。如圖1-2（b）所示。第三階段：當(dāng)右洞貫通后，左洞尚未貫通時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)需做如下的調(diào)整：只保留簡陽端（或成都端）的主要通風(fēng)機(jī)；在2#車行橫道和3#車行橫道中設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，在簡陽端（成都端）右洞中設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，其它所有道貫通的車行橫道及人行橫道均要進(jìn)行密閉；在成都端左洞的新鮮風(fēng)流中安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)向成都端左洞掌子面供風(fēng)；在成都端右洞的新鮮風(fēng)流中安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)向簡陽端左洞掌子面供風(fēng)；簡陽端右洞內(nèi)的通風(fēng)則依靠洞中的調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)適當(dāng)風(fēng)量進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。此時(shí)，通風(fēng)路線為：新鮮空氣f成都端左洞f局部通風(fēng)機(jī)f成都端左洞掌子面一3#車行橫道f右洞f2#車行橫道f簡陽端左洞f主要通風(fēng)機(jī)f地面。新鮮空氣f成都端右洞f局部通風(fēng)機(jī)f簡陽端左洞掌子面f簡陽端左洞f主要通風(fēng)機(jī)f地面。如圖1-2（c）所示。左右兩洞均貫通后，撤除所有的通風(fēng)設(shè)施，在隧道中每隔一段距離安設(shè)射流風(fēng)機(jī)用以引導(dǎo)風(fēng)流方向和吹散積聚瓦斯，則施工通風(fēng)結(jié)束，隧道運(yùn)營中的通風(fēng)按初步設(shè)計(jì)中的運(yùn)營通風(fēng)要求執(zhí)行。二、隧道需風(fēng)量的計(jì)算1隧道施工通風(fēng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1、 坑道中氧氣含量按體積計(jì)不應(yīng)小于20%。2、 坑道內(nèi)氣溫不宜高于30°C。3、 有害氣體濃度一氧化碳（CO）—般情況下不大于30mg/m3，特殊情況下，施工人員必須進(jìn)入工作面時(shí)，可為100mg/m3，但工作時(shí)間不得超過30min。二氧化碳（CO2）體積濃度不得大于0.5%。氮氧化物（NO2）在5?8mg以下。甲烷（CH4）體積濃度不得大于0.5%；4、 粉塵濃度含10%以上游離二氧化硅的粉塵，每立方米空氣中不得大于2mg；10%以下游離二氧化硅的礦物性粉塵，每立方米不得大于4mg。5、 噪聲不宜大于90dB。隧道施工通風(fēng)應(yīng)能滿足洞內(nèi)各項(xiàng)作業(yè)所需要的最大風(fēng)量。風(fēng)量按每人每分鐘供應(yīng)新鮮空氣4m3計(jì)算，采用內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)時(shí)，lkW供風(fēng)量不宜大于3m3/min。風(fēng)速在開挖時(shí)不應(yīng)小于0.15m/s,坑道內(nèi)不應(yīng)小于0.25m/s,但均不應(yīng)大于6m/s。瓦斯地段供風(fēng)，應(yīng)將新鮮空氣送至開挖面，將開挖面附近及其回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛认♂尩?.5%以下。2需風(fēng)量計(jì)算根據(jù)上面的要求，隧道施工過程中第一、二階段，有4個(gè)掌子面同時(shí)施工；第三階段有2個(gè)掌子面同時(shí)施工。本節(jié)計(jì)算得出的風(fēng)量即為其中任一掌子面的需風(fēng)量。1、 按最多作業(yè)人數(shù)計(jì)算Q二Nxq二92x4二368m3/minamaxa式中：“maL隧道內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)，N二N+N+N+N+N+N+N二92人max1 2 3 4 5 6 7Ni—上臺(tái)階鉆爆工序最多人數(shù)，Ni=16人；N2—下臺(tái)階鉆爆、出渣、初支時(shí)最多人數(shù)，N2=12人；N3—仰拱填充時(shí)最多人數(shù)，"3=22人；N4—拱墻鋼筋施工時(shí)最多人數(shù)，N4=6人；N5—拱墻防水層施工時(shí)最多人數(shù)，N5=5人；N6—拱墻襯砌施工時(shí)最多人數(shù)，N6=11人；N7—檢查及后勤輔助同時(shí)施工時(shí)最多人數(shù)，N7=20人；qa—每人每分鐘需風(fēng)量，4m3/min；2、 按最大炸藥消耗量計(jì)算78 78 - Q= x3A-S2?L2=-ox3150-62742?80@=18797m3/min式中：A—開挖工作面一次爆破的最多炸藥量，150kg；S—隧道上臺(tái)階開挖工作面一次開挖面積，62.74m2；L—最大排煙距離，800m；t—排除隧道內(nèi)炮煙所需時(shí)間，取30min。3、 按洞內(nèi)同時(shí)工作內(nèi)燃機(jī)設(shè)備計(jì)算Q=qx(N +N +N)xKcc 裝載機(jī)挖掘機(jī)自卸車 c=4.5X(154+110+2X162)X0.7=1852.2m3/min

式中：qc—內(nèi)燃機(jī)每kW所需風(fēng)量，4.5m3/minN裝載機(jī)—裝載機(jī)功率，154kW；N挖掘機(jī)—挖掘機(jī)功率，110kW；N自卸車—自卸車功率，2X162kW；qc—內(nèi)燃機(jī)同時(shí)工作系數(shù)，取0.7。4、按瓦斯涌出量計(jì)算丹景山2#隧道開挖至今，已發(fā)現(xiàn)瓦斯，且相關(guān)瓦斯資料不全，無法進(jìn)行定量的預(yù)測。故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)計(jì)隧道在開挖過程中，瓦斯涌出量可能達(dá)到5m3/min，待相關(guān)參數(shù)確定后，再重新計(jì)算。100Kqdd100KqddX=C-Cpi100X1.8X5.05-0=1800m3/min式中：Kd—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.5?2.0。qd—預(yù)計(jì)隧道瓦斯涌出量，5.0m3/min；Cp—隧道內(nèi)最高允許瓦斯?jié)舛?，?Ci—進(jìn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋?；5、需風(fēng)量根據(jù)以上計(jì)算，隧道任一掌子面需風(fēng)量為Q需=max(Qa,Qb,Qc,Qd)=max(368,1879.7,1852.2,1800)=1879.7m3/min=31.3m3/s（3）通風(fēng)機(jī)選擇3局部通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Q二p-Qaqh式中：Qa—局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/min；Qh一掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，取計(jì)算最大值1879.7m3/min（31.3m3/s）；Pq—風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)。1P1P=q1一n?耳j11一20x0.005=1.11式中：n—風(fēng)筒接頭數(shù)；最長送風(fēng)距離為800m，設(shè)計(jì)取接頭20個(gè)（50m—節(jié)14節(jié)，30m一節(jié)2節(jié)，10m一節(jié)4節(jié)）；"j—每個(gè)接頭的漏風(fēng)率；插接時(shí)Li=0.01?0.02,螺圈反邊接頭時(shí)Li=0.005，取0.005。Q=p-Q=1.11x31.3=34.8m/s=2088m3/minaqh、局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓計(jì)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—局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓，Pa；Rf—壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻，N-S2/m8；hv—風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失，N-S2/m8；a—風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)，取0.0021N-S2/m4；L—風(fēng)筒通風(fēng)距離，m；D—風(fēng)筒直徑，m；、通風(fēng)機(jī)確定隧道兩端每個(gè)工區(qū)的每個(gè)掌子面選用FDF（C）Nq13/2X132型礦用隔爆壓入式對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用，一臺(tái)使用）配①1500mm膠質(zhì)阻燃、抗靜電風(fēng)筒供風(fēng)。整個(gè)隧道共4臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)。表3-2軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表型號(hào)功率/kW風(fēng) 量/m3?min-1全壓/PaN13/2X1322X1321700?3330920?5950、風(fēng)速驗(yàn)算隧道內(nèi)各部位風(fēng)速見表5-3所示表5-3隧道內(nèi)各部位風(fēng)速表號(hào)部位斷面面積/m2平均風(fēng)速/m?s-1主同Ayl123上臺(tái)階段62.740.50下臺(tái)階段82.720.38仰拱已做未施工拱墻襯砌段83.140.384已襯砌段73.040.43由表可知，隧道內(nèi)風(fēng)速在0.25m/s?6m/s之間，能夠滿足相關(guān)要求。3主要通風(fēng)機(jī)選擇、主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算Q—1.2xYQ=1.2x2x31.3=75.1m3/s=4507.2m3/miny式中：Q—任意兩個(gè)掌子面需風(fēng)量之和。、通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓H—h+h+hXkzhxs式中Hx-主要通風(fēng)機(jī)必需風(fēng)壓（Pa）。hK-礦井的計(jì)算風(fēng)壓（Pa）。hhzh-通風(fēng)裝置靜壓及風(fēng)道阻力損失，取150Pa。hxs-消聲裝置阻力損失，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、確定主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)隧道兩端每個(gè)工區(qū)選用2臺(tái)FBDCZNQ19/2X185kW型防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)礦用隔爆壓入式對旋軸流主要通風(fēng)機(jī)（一臺(tái)備用，一臺(tái)使用）。整個(gè)隧道共4臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)。表5-4主要通風(fēng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)型號(hào)電機(jī)功率/kW轉(zhuǎn)速/r?min-1風(fēng)量/m3?s-1靜壓/PaFBDCZN19/2X1852X18598046?105600?36004射流風(fēng)機(jī)的選擇1）、隧道施工過程中配備射流風(fēng)機(jī)的主要作用：主洞及橫通道內(nèi)引導(dǎo)風(fēng)流方向。在主洞內(nèi)存在局部瓦斯積聚地段用于吹散積聚的瓦斯2） 、目前，隧道專用射流風(fēng)機(jī)尚無防爆型，因此，在購買風(fēng)機(jī)時(shí)必須要求廠家對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改裝，并達(dá)到相關(guān)規(guī)程、規(guī)定的防爆要求。3） 、隧道在施工過程中，可根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)纳淞黠L(fēng)機(jī)。三、隧道通風(fēng)系統(tǒng)的合理性、可靠性和抗災(zāi)能力分析1、 隧道通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)對隧道安全的保證程度分析隧道前期（最大700m）采用壓入式通風(fēng)方式，隧道前段埋深較淺，隧道內(nèi)的風(fēng)流正壓力可減少瓦斯涌出量；前期通風(fēng)距離較短，通風(fēng)瓦斯管理相對較容易，掌子面的有效風(fēng)量率較高。后期長距離采用巷道式通風(fēng)方式，此方式使隧道內(nèi)風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，能使風(fēng)流有序的流動(dòng)，能自動(dòng)引排隧道內(nèi)的瓦斯，在主要回風(fēng)流中無電器設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，對安全十分有利，漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單。該通風(fēng)方式不但可保證隧道內(nèi)各用風(fēng)地點(diǎn)正常通風(fēng)，而且對抵御災(zāi)害具有很大的優(yōu)越性。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：⑴隧道的左洞及右洞均可作為安全出口，坑道內(nèi)發(fā)生災(zāi)變時(shí)，人員可按避災(zāi)路線撤至地面。無論前期還是后期安全出口均不少于2個(gè)。⑵設(shè)置了風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物，能夠使風(fēng)流按擬定的路線流動(dòng)。⑶后期隧道采用巷道式通風(fēng)時(shí)，主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式通風(fēng)，而且配備兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，能夠保證隧道內(nèi)連續(xù)、穩(wěn)定地供風(fēng)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有較大的保障。⑷各隧道掌子面全部為獨(dú)立通風(fēng)，各人行橫道和車行橫道為負(fù)壓通風(fēng)，無角聯(lián)通風(fēng)。⑸有利于對掌子面及橫通道等進(jìn)行風(fēng)量、風(fēng)速監(jiān)測，確保風(fēng)量滿足要求，風(fēng)速符合規(guī)定。⑹在主要回風(fēng)流中無電器設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，更有利于高瓦斯隧道的安全管理。2、 對其它安全保證措施的分析⑴局部通風(fēng)的保證程度和措施該隧道為高瓦斯隧道，掌子面是以其回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配風(fēng)的。符合要求。⑵保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施

為使風(fēng)流按規(guī)定線路流動(dòng)，在各并聯(lián)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)上設(shè)有密閉墻、調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)構(gòu)筑物。清除巷道的雜物或障礙，盡量避免在主要巷道內(nèi)停放運(yùn)輸車輛，堆放材料，確保風(fēng)流通暢。⑶防止漏風(fēng)的措施風(fēng)門、密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物砌筑應(yīng)保證質(zhì)量，加強(qiáng)通風(fēng)構(gòu)筑物的嚴(yán)密性。加強(qiáng)通風(fēng)管理，設(shè)置專人負(fù)責(zé)通風(fēng)構(gòu)筑物的檢查和維修。在主要風(fēng)流的分支或匯合地點(diǎn)，各用風(fēng)地點(diǎn)的進(jìn)出風(fēng)側(cè)均設(shè)測點(diǎn)，測出風(fēng)量、風(fēng)速等參數(shù)，從而得到主要漏風(fēng)地點(diǎn)、漏風(fēng)區(qū)段的漏風(fēng)量數(shù)據(jù)，有針對性地進(jìn)行處理。降低用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)阻，使漏風(fēng)壓差減小，能降低并聯(lián)風(fēng)路的漏風(fēng)量。（4）特殊狀況的通風(fēng)措施由于瓦斯的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的密度，所以瓦斯容易在空間上部積聚。在隧道發(fā)生塌方、掉頂時(shí)，極易引起瓦斯的積聚，所以在上述情況出現(xiàn)時(shí)，要特別加強(qiáng)事發(fā)地點(diǎn)的通風(fēng)，嚴(yán)防瓦斯積聚。在本隧道施工中，主要采用以下兩種方法防止上述情況瓦斯積聚：方法一：風(fēng)筒分支排放法。冒頂或塌方處附近的風(fēng)筒上加“三通”或安設(shè)一段小直徑的分支內(nèi)筒，向冒頂空洞內(nèi)送風(fēng)，以排除積聚的瓦斯。以下是安裝示意圖。IV風(fēng)管分支1 丿主風(fēng)管 \方法二：壓風(fēng)排除法。在高壓風(fēng)管上接出分支，并在支管上設(shè)若干個(gè)噴嘴，利用壓風(fēng)將積聚的瓦斯排除。當(dāng)掌子面發(fā)生塌方或涌水造成坍腔時(shí)，也采用此方法防止瓦斯積聚。以下是安裝示意。11壓風(fēng)管分支法防止瓦斯積聚