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1、1 隧道施工通风标准 1、范围 本工艺标准包括了隧道施工过程中通风方式、 设备的选择布置及安装适用于各类隧道的施工通风。 2、操作流程 通风方式选择与布置 风量计算 选择通风设备 设备布置安装 质量检查。 2.1 通风方式选择与布置 通风方式选择与布置应根据施工方法、设备条件、掘进长度、开挖面积以及污染物质的含量与种类等情况确定。 2.1.1 通风方式选择的一般原则 2.1.1.1 有轨运输施工的隧道宜采用吸出式或混合式通风。 2.1.1.2 无轨运输施工的隧道宜采用压入式或变换式通风。 2.1.1.3 有平行导坑施工的隧道应采用巷道式通风。 2.1.1.4 自然通风因其影响因素较多不稳定且不
2、易控制故应避免采用。各通风方式的适用情况见表 1。 2.2 风量计算 2.2.1 洞内施工所需通风量应根据洞内同时工作的最多人数所需要的空气量、 或使同一时间爆破的最多炸药用量产生的有害气体降低到允许浓度所需要的空气量、 或使同时在洞内作业的柴油机产生的有害气体稀释到允许浓度所需要的空气量、 或满足洞内允许最小风速要求等条件进行计算确定。以其中最大者选择通风设备。2 表 1 通 风 方 式 适 用 情 况 说 明 自然 通风 岩层不产生有害气体巷道短于 300m。 利用洞内外温差造成自然风流循环受气候、风向影响大。 压入式 压 入 风 机1、单机可使用于 100400 内的独头巷道 2、多机串
3、联可用于 500800 以内的独头巷道。 1、 能较快地排除工作面的污浊空气 2、拆装简单 3、 污浊空气排出时流经全洞。 吸出式 吸出风机1.长度在 400m以 内 的 独 头 巷道 2.配合压入式时用。 新鲜空气流经全洞到达工作面时已不太新鲜要求风管末端距工作面不超过 10m布置上有困难常因此通风效果差。 吸 出 式风流压 入 式长度在8001500m 左右的独头巷道。 风管式通风 混合式 风流压 入 风 机吸 出 风 机临 时 风 门 适用于上下导坑或全断面分块开挖用药量较大下导坑为双轨断面的隧道施工。 1.污浊空气由隧道上部抽出洞外新鲜空气从下部进入隧道再经风管到下导坑工作面 2.抽出
4、风机能力要大于压入风机2030% 3.抽出、压入风口的布置最小要错开30m以免在洞内形成循环风流。 巷道式通 风 主流风机主扇施工通风洞 局扇吸出局扇压入风门正洞风门风门适用于有平行导坑的长隧道施工。 通过最前面的联通道使正洞和平行导坑组成一个风流循环系统 风道式通 风 临时风墙适用于隧道比较长一般风管式 通 风 难 以 解决又无平行导坑 可 利 用 的 情况。 利用隧道成洞部分隔出一条断面为24m2的通风道以减少风管长度增大通风量。 3 2.2.1.1 按洞内同时工作的最多人数计算风量 qmKQ = 1 式中 Q计算风量m3/min下同 q洞内每人每分钟所需新鲜空气量m3/min按每人每分钟
5、 3 m3计算 m洞内同时工作的最多人数 K风量备用系数取 1.101.15。 2.2.1.2 按满足洞内允许最小风速要求计算风量 svQ60= 2 式中 s巷道断面积m2 v允许最小风速导坑应不小于 0.25m/s全断面开挖时应不小于 0.15m/s但均不应大于 6m/s。 2.2.1.3 按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量 2.2.1.3.1 巷道式通风 tAbQ5= m3/min 3 式中 A同时爆炸的炸药用量kg b一公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积L 参见表2计算时一般采用 b=40L t通风时间min 4 一公斤炸药产生有害气体统计L 表 2 气体名称 防水硝铵炸药
6、2#岩石硝铵炸药 1#粒状硝化甘油 2#粒状硝化甘油 CO 9.8 13.43 14.03 8.16 36.40 43.50 44.47 56.07 NO 2.97 3.04 3.57 3.89 0.73 0.37 0.49 0.69 换算为 CO 共计 29.11 33.19 37.24 33.45 41.50 45.41 47.66 50.56 平均 31.15 35.35 43.71 54.11 注有害气体同意换算成 CO1LNO 换算成 6.5LCO。 2.2.1.3.2 风管式通风 压入式通风 32)(8 . 7SLAtQ = 4 式中 t通风时间min A1 次爆破的炸药用量kg
7、S巷道断面积m2 L通风区段长度m 使用公式4时若考虑的通风区段长度 L 大于极限长度 L极限式中的 L 应该用 L极限代替。L极限按下式确定 SAK ScAbKL 5001 . 0= 极限式中 K紊流扩散系数K=0.8 b爆破 1kg 炸药生成的 CO 量b=40L/kg 炸药 c巷道内容许的 CO 浓度c=0.008% 其余符号意义同前。 吸出式通风 抛LSAtQ=185 式中 L抛炮烟抛掷带长度m 5 火雷管起爆L抛=15+Am 电雷管起爆L抛=15+A/5m 。 其余符号意义同前。 混合式通风 328 . 7LAVtQ=混、压6 混、压混、吸QQ3 . 12 . 1= 7 式中 VL吸
8、风管口至工作面整段巷道的容积m3 VL=LVS 其中 LV吸风管口至工作面的距离m 一般为2225m 左右。 2.2.1.4 按照爆破后稀释一氧化碳CO至许可最高浓度的计算公式 6010 65=tKAQ 8 式中 t通风时间min A1 次爆破的炸药用量kg K风量备用系数K=1.10 2.2.1.5 按洞内使用内燃机的废气污染计算风量 稀释有害气体风量计算的基本公式 =qycqQ 9 式中 q柴油机废气排量m3/min, =2nVq 其中 V汽缸的工作容积m3 6 n柴油机的转速 吸气系数 自然吸气 =1 齿轮增压 =1.2 60=KNq 其中 N柴油机功率kW K单位耗油量kg/kWh 烧
9、 1kg 柴油所需供应的空气量m3/kg 可按=20.83m3/kg计算 c废气中有害气体浓度% y有害气体最大允许浓度% 稀释系数 yc= 安全系数1.52.5 。 以上、分别计算取其最大值。 2.2.1.6 高海拔地区的风量修正 由于高海拔地区的大气压力降低对总风量应按下式修正 QPQ高高760= 10 式中 Q高高海拔地区大气压力见表 3 Q正常条件下计算的风量。 7 海拔高度与大气压力P高的关系 表 3 海拔高 度 m 1600 2000 2600 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4400 5000 大气压 力 P高 kPa 6.119 5.845 5.42
10、3 5.158 5.031 4.903 4.776 4.648 4.531 4.305 3.972 2.2.2 竖井掘进通风量的计算 对于竖井爆破后的通风以压入式为佳 当竖井深度超过300m时则应采用混合式通风。 32)(8 . 7KSLAtQ= 11 式中 t通风时间min A1 次爆破的炸药用量kg S竖井断面积m2 L竖井深度m K考虑竖井淋水使炮烟浓度降低的系数见表 4 风筒漏风系数见表 5。 2.2.3 漏风计算 按照上述各种公式计算风量均未考虑漏风而损失的风量故洞内实际所需总风量 Q需应为 Q需=PQm3/min 12 式中 P漏风系数 Q计算风量m3/min 。 2.2.3.1
11、风管的漏风 在管道通风中 漏风系数 P 值与风管接头安装是否严密有关。 对 8 竖井内炮烟浓度降低系数K 值 表 4 级别 巷 道 特 征 系数 K 1 工作面涌水在 1m3/h 以下的各种深度的干燥井筒以及深度 不大于 200 的含水井筒。 巷道全长均穿过干燥岩石的井下倾斜巷 道和水平巷道。 0.8 2 深度大于 200m有淋水工作面涌水量在 6m3/h 以下的含 水井筒。巷道局部穿过含水岩石的井下倾斜巷道和水平巷道。 0.6 3 深度大于 200m 的含水井筒其淋水如淋雨般大工作面涌 水量在 615m3/h 范围。巷道全长均穿过含水岩石或是采用水幕 的倾斜巷道和水平巷道。 0.3 4 深度
12、大于 200m 的含水井筒其淋水如下大雨工作面总涌 水量大于 15m3/h。 0.15 竖井风管的漏风系数值 表 5 风管直径mm 竖井深度m 500 600 700 800 900 1000 300 400 500 600 700 800 900 1000 1.32 1.51 2.07 1.21 1.35 1.53 1.69 2.0 2.16 1.17 1.28 1.40 1.54 1.71 1.89 2.12 2.34 1.13 1.20 1.29 1.39 1.50 1.64 1.80 1.96 1.12 1.19 1.28 1.36 1.46 1.57 1.42 1.82 1.07 1
13、.11 1.16 1.20 1.27 1.34 1.42 1.46 长度和直径不同的金属风管的漏风系数可参考表 6。 胶皮风管漏风视接头漏风情况可以概略计算即在前 20 节风管内每个接头漏风约为 1%而以后每个接头漏风则为 0.5%。一般按标准安装并处于良好状态时每节长 20m 的胶皮风管漏风系数可参考表 7。 塑料风管每节长 10m在安装符合标准的情况下其漏风系数9 可参考表 8。 风管百米漏风率 100100100=LQQQP扇末扇 漏13 式中 P漏100100m 长风管的漏风率 L 风管全长m Q扇局部通风风量m3/s Q末局部通风末端风量m3/s 。 一般要求风管百米漏风率不得大于
14、10%。 金属风管漏风系数 P 参考值 表 6 风管每节为 3m 及下列 直径m时的漏风系数 风管每节为 4m 及下列 直径m时的漏风系数 风管长 m 单个接头 漏风系数 K0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.5 0.6 0.7 0.8 100 0.001 0.003 1.02 1.09 1.01 1.06 1.01 1.04 1.01 1.03 1.02 1.06 1.01 1.04 1.01 1.03 1.008 1.02 200 0.001 0.003 1.08 1.27 1.06 1.21 1.05 1.16 1.03 1.16 1.06 1.19 1.04 1.15 1.02 1.11 1.02 1.06 300 0.001 0.003 1.16 1.51 1.12 1.38 1.09 1.29 1.06 1.18 1.1
