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1、水电路桥内部讲座,隧道施工通风,主讲：张立坤,课程基本情况,课程名称：隧道施工通风 课 时：1小时 授课对象：主要针对隧道或地下工程管理人员 课程的地位、作用及任务：本课程是隧道施工安全管理的核心任务之一。我们可以通过本课程的学习,掌握隧道施工通风管理的基本理论和方法，包括施工通风设计，施工通风的实施，施工通风的注意事项等，具有从事一般性隧道施工通风管理工作的能力。 参考教材：隧道施工高瓦斯防治指南，张立坤，马福民,高峰,人民交通出版社，第1版.,本课程基本内容： 了解隧道施工通风的基础知识； 掌握施工通风的设计内容和计算； 掌握施工通风的实施要点，解决实际问题； 熟悉施工通风的相关规定； 施
2、工通风应用实例。,第一课 隧道施工通风的基础知识,一、隧道通风的原因和目的,二、隧道施工通风的方式方法,三、通风设施,四、通风网路,五、通风法处理瓦斯超标,一、隧道通风的原因和目的,1、原因有四:,2、目的有四：,return,1）、供给氧气；,2）、稀释污浊气体和固体颗粒浓度；,3）、调节温度、湿度；,4）、改善作业环境。,二、通风的方式方法,1、通风方式：,2）、根据供风范围分：全风压通风和局部通风；,1）、根据风井的布置分：中央式、对角式、混合式；,3）、根据风流通过的路径分：巷道式、斜井式和竖井式。,2、通风方法,自然通风：,return,煤矿安全规程不允许；,公路隧道施工技术规范独头
3、掘进150米；,目前没有可靠的计算容许长度。,机械通风：目前常用三种。,return,抽出式,抽出式通风特点：,无需设置风门；,便于运输、行人；,易于通风管理；,安全性差；,通风距离短。,return,压入式,压入式通风特点：,风流直接清洗工作面；,安全性好；,阻力小；,通风距离长；,初期投入少；,易漏风；,管理困难；,污染环境；,排烟时间长。,return,混合式,混合式通风特点：,通风能力强，效果佳；,作业环境好；,设备多，管理困难。,对于含有瓦斯隧道通风方法：,特别是高瓦斯隧道只能采用压入式通风。,三、通风设施,主要设施：,风筒；,风机；,局扇。,附属设施：,电线电缆；,插座；,开关-,
4、高瓦斯隧道对通风设施要求 ：,（1）、导风筒具有阻燃、抗静电、风阻小、漏风率低、强度高特点； （2）、压入式风筒口到工作面的距离不大于15米，并保证工作面有足够的风量； （3）、风筒规格一致，环环必挂，逢漏必补； （4）、通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；,高瓦斯隧道对通风设施要求 ：,（5）、严禁使用三台及以上风机同时向一个工作面供风，也不得使用一台风机同时向两个及以上作业面供风；主要通风机必须装置两套同等能力的通风机和电动机，一套作为备用； （6）、供风点必须实行风电闭锁，保证停风后电源切断； （7）、新安装的主要通风机在投入使用前，必须进行一次通风机性能测定和试运转
5、工作，各项指标达到要求方可投入使用，以后每5年至少进行一次性能测定； （8）、所有洞内设备设施必须采用防爆式或经过防爆改装。,（1）、通风机的技术管理 通风机的技术管理除了满足本节所叙述的对设备的要求外，还应该加强对风机的检查和维修，严格执行通风机的安装、开停等管理制度，保证通风机正常运转。,通风技术管理,（2）、导风筒的技术管理 导风筒的技术管理主要从减少漏风和降低风筒阻力两方面加强管理。减少漏风可以通过减小接头数、改进接头方法、减少针眼漏风、防止破口漏风等措施实现。要实现降低风筒阻力要求：风筒吊环逢环必挂，缺环必补；拐弯处应使用圆缓硬质弯头；风筒避免积水等。,风流按照生产要求在巷道内流动时
6、，风流分支、汇合的结构形式，叫通风网路。,四、通风网路,类型有三种：串联网路、并联网路和角联网路。,并联通风网路,通过隧道通风,达到吹散瓦斯,降低空气中瓦斯浓度,防止瓦斯事故发生的目的。,五、通风法处理瓦斯超标,类型有七种：,风障引导法 ；,风筒导排风流法 ；,风压调节法 ；,调整通风方式法 ；,风简分支排放法 ；,加大风量法 ；,改变通风方式 。,各种处理方法实用部位,第二课 施工通风设计,一、设计的原则和依据,二、确定通风方式方法,三、通风量计算,四、风压计算,五、测风站设置,六、选择通风设施,原则：,一、原则和依据,安全第一，预防为主的原则；,经济适用原则。,依据：,法定；,约定。,开挖
7、的方式、方法；,二、确定通风方式方法,运输的方式、方法；,可利用的坑道；,机车尾气影响部位和范围；,设备条件。,煤矿矿井风量计算方法（MT/T634-1996）八种,三、计算通风量,1、按隧道内同时工作最多人数计算风量。以每人每分钟供给新鲜空气量3m3，计算公式 Q 3*N (m3/min) （5-1） 式中 Q计算风量(m3/min)； N隧道内同时工作最多人数。 实际应用中应考虑空气备用系数，一般按25%考虑，公式5-1 可以修改为 Q 3 (m3/min)*N*f （5-2） 式中 f空气储备系数取1.25。,2、按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算风量。按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的
8、新鲜风量为500m3计算，计算公式如下： （5-3） 式中 A工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg； t爆破后稀释炮烟的通风时间，min，一般取2030min。,3、按隧道内同时各工作面瓦斯涌出量计算风量。计算公式为 Q100q iki f （5-4） 式中 Q、 f同公式（5-2）； qi第i个工作面瓦斯平均绝对涌出量，m3min。可根据该工作面的煤层埋藏条件、地质条件、开采方法、瓦斯含量、瓦斯来源等因素进行计算。可按条件相似的工作面推算； ki第i个工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比（通常机械开挖可选取：1.21.6；爆破开挖取1.42.0
9、）。,4、按瓦斯隧道所需的风速(最小风速取0.25m/s，最大风速取6m/s )计算风量。公式表示为 606S Q 600.25S （5-5） 式中 Q同公式（5-2）； S工作面的净断面积，m2。,5、按爆破后稀释CO至许可最高浓度计算。公式表示为 (5-6) 式中： Q 同公式（5-2）； QCOCO实测浓度； q CO容许浓度，ppm,取150； P0 标准大气压，取101.325； P 隧道实测气压； T0 标准气温，取273； T 实测气温。,6、按压入式通风30分钟内将齐头工作面爆破产生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算。公式同（5-6）。,7、按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至许
10、可浓度计算。公式表示为 Q 4.5W （5-7） 式中 Q同公式（5-2）； 4.5最小供风量，m3/min； W内燃机功率，KW。,8、根据开挖形式取不同风速，计算风量。计算公式同（5-5）。全断面开挖时，风速取0.15m/s， 导洞内风速取0.25m/s，上限为6m/s。,return,按八种计算方法中的最大者作为设计风量，同时考虑漏风影响系数和通风阻力计算出通风量，作为选择风机性能的依据。漏风影响系数可以参照类似的地质条件和拟选用的风管材料根据经验选取； 通风阻力要考虑风管长度、风管摩阻系数、坑壁阻力、对流风的影响。,从理论上讲，系统需供风压最小能克服通风阻力,所以计算出通风阻力就可知系
11、统风压。系统阻力包括摩擦阻力、局部阻力和正面阻力，局部阻力和正面阻力一般都取摩擦阻力的0.1-0.2。因此，只需要计算出摩擦阻力就可以了。,四、风压计算,return,管道摩擦阻力： 其中 H摩管道摩擦阻力,pa; 管道固有阻力系数; 管道摩阻系数，查产品说明书得； 气体密度,kg/m3(空气20取1.2); L供风距离，m； D风管直径,m； v平均风速, m/s。 Qm通风管进口风量，m3/s； Q0通风管出口风量，m3/s。,1、测风站设置在平直的巷道中，其前后各10米范围内不得有障碍物和拐弯等局部阻力；,五、测风站的设置,2、若测风站位于巷道断面不规整处，其四壁应用木板或其他材料衬壁呈
12、固定形状，长度不得小于4米；,3、测风站内应悬挂测风记录板，记录板上记明测风站的断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。,根据计算的供风量选择通风机的功率，同时考虑空气流动性能、效率、节省能量、噪音、结构、方便安装等因素；并且在横通道、转角加宽段等部位增加相应数量的局部风扇。根据计算的系统所需风压选用风管，同时考虑风管的抗拉强度、伸长率、接头方式、方便安装使用、重量、径向变形等多种因素。,六、选择通风设施,风机型号的选择按以下三个条件选定：通风机产生的风量不能小于理论计算风量；通风机直径不能与选取通风管直径相差太大；风机全压值管道总阻力（工作风
13、压）。,第三节 实施通风,一、通风的准备,to,二、调试、试运行,三、实施通风,四、通风管理,一、通风的准备,1、成立施工通风组织机构。组织机构由管理层领导主抓，保证技术、安全、物资、财务、协调等支持，使通风顺利实施。,return,2、培训。通风工、供配电电工、通风检测工、风机司机等必须通过培训，技能考核合格，持证方可上岗。,3、布设通风设施。通风设施布置要根据其作用、通风方法、供电方式等选择布设，同时要考虑方便施工运输、开挖、爆破等作业。,二、调试、试运行,1、电路检查。对配电室、接地线、电键接触、漏电保护、警示物等满足施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）。,return,
14、2、通电调试、试运行。连通电源，检测风机出风口风速、风压是否达到设计标准要求；调换风速档位，每个档位都分别测风。若测定的的结果不满足设计要求，首先检查电源功率是否满足、电压是否稳定、电阻是否过大等电源因素而采取调整措施；其次检查风机是否有损伤或非正常的故障（厂商专业技术人员实施检查），从而采取维修、更换等措施。直至测风合格，才可以正式实施通风。,三、实施通风,1、供风；,2、通风测试；,3、计算漏风量；,4、调整；,5、维护。,试运行合格，风机与风筒连接就绪，连通电源，对预供风面供风，根据作业人员多少、内燃机工作数量、爆破量等作业,以及隧道贯通前贯通后的风量需要来调解风速档位，使供风满足不同成
15、都的作业要求。,1、 供风。,2、通风测试：风速、压力、温湿度。,return,1）、风速测量,风表/综合监控系统。,中风速风表 ，每周一次，距掌子面20米回风流处。,测法是人背向巷道壁，伸直持风表的手臂，与风流方向垂直，并使风表的背面正对风流方向，均匀移动风表1min即关闭开关，读取读数，据读数值查所用风表的校正曲线，得出真风速值。每断面至少测2次，误差不得大于5%。,return,2）、压力测量,压力测量的方法有测量绝对静压、测量相对静压和测量相对全压等。通过压力测量可以测算空气的热力状态和通风阻力。,测量空气绝对静压的仪器有水银气压计、空盒气压计和精密气压计三种。空盒气压计常用于测算空气
16、的湿度、密度等；精密气压计常用于测量通风阻力。测量相对静压、相对全压的仪器由皮托管、胶皮管和压差计组成，常用于通风机风硐内的静压和全压。,return,3）、温度与湿度的测量,温度与湿度的测量，通常采用干湿球温度计。采掘工作面和机电硐室空气温度的测定时间一般在8：0016：00的时间内进行。,return,3、计算漏风和风量,return,根据以上测量和计算结果，决定是否采取降阻、防漏等调整措施。,return,4、降阻、防漏调整,（1）、以长代短。风管节长加长，减少接头数量，即减少漏风量。 （2）、以大代小。在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管。 （3）、截弯取直。风管安装前，先按5m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊线位置，再将8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上，尔后在吊挂线上挂
