的瓦斯?jié)舛?，取O。
[0031 ] M Qi= 2X1.6/0.003 = 1067m 3/minD2按洞內(nèi)允許最小風(fēng)速采用公式:Q2=60vA (m3/min)
式中:v—洞內(nèi)最小允許風(fēng)速,取0.25m/s ；
A—開(kāi)挖斷面積，取30 m2 ο
[0032]則Q2 = 60 X 0.25 X 30=450 m 3/min
D3按洞內(nèi)同一時(shí)間最多工作人員數(shù)量計(jì)算每人供應(yīng)新鮮空氣3m3/min。
[0033]采用公式:Q3=3XN
式中:N—洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)，取60人。
[0034]則Q3= 3X60=180 m3/min D4稀釋洞內(nèi)爆破炮煙時(shí)間計(jì)算
考慮到放炮后的瞬間工作面附近一段距離內(nèi)即已充滿了炮煙(這段距離即炮煙拋擲長(zhǎng)度10)，在炮煙拋擲長(zhǎng)度內(nèi)已存在空氣參與稀釋炮煙，因此在計(jì)算工作面所需風(fēng)量時(shí)采用公式:Q4= (5Gb-Al0) /t
式中:A—開(kāi)挖斷面積，取30 m2；
t一通風(fēng)時(shí)間，取30min ；
G—同時(shí)爆破的炸藥量，取144Kg ； b—炸藥爆炸時(shí)的有害氣體生成量，巖層中爆破取40m3/Kg ；
I。一炮煙拋擲長(zhǎng)度，10 = 15+G/5，取44m。
[0035]Q4= (5X144X40-30X44)+30=916 m3/min 05按稀釋內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算
按稀釋內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算風(fēng)量根據(jù)裝碴作業(yè)工序中內(nèi)燃設(shè)備分布:
工作面按4臺(tái)自卸車(150 KW)配置，2臺(tái)滿載，負(fù)荷率0.75，空載2臺(tái)，負(fù)荷率0.3 ;裝載機(jī)(140KW) I臺(tái)，負(fù)荷率I ;挖掘機(jī)(120KW) I臺(tái)，負(fù)荷率I。
[0036]采用公Κ%=3.ΣΝ N—每種內(nèi)燃機(jī)的額定功率；
ΣN—洞內(nèi)同時(shí)工作的內(nèi)燃設(shè)備的總功率；
注意:此公式按3m3/ (min.Kff)供風(fēng)。
[0037]計(jì)算得
單線隧道 Q5= 3 X 2 X 150 X 0.75 + 3 X 2 X 150 X 0.3+140 X 3+3 X 120 = 1725m 3/minD6計(jì)算結(jié)果取值
以上計(jì)算結(jié)果取最大值作為設(shè)計(jì)通風(fēng)量，通過(guò)Q1、Q2、Q3、Q4、Q5比較，工作面風(fēng)量取Q=Q 5=1725m3/min0
[0038]E、通風(fēng)設(shè)備選擇 El通風(fēng)機(jī)4的供風(fēng)量
通過(guò)第5節(jié)計(jì)算，無(wú)軌運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，通風(fēng)機(jī)4的供風(fēng)量由稀釋內(nèi)燃設(shè)備尾氣所需風(fēng)量控制，在嚴(yán)格控制管道漏風(fēng)的情況下，此風(fēng)量也能滿足排除炮煙、稀釋涌出瓦斯的要求。此時(shí)驗(yàn)算漏風(fēng)按稀釋內(nèi)燃設(shè)備尾氣所需風(fēng)量計(jì)算。
[0039]采用大風(fēng)量供風(fēng)機(jī)4，軟皮質(zhì)風(fēng)管，管路直徑1.Sm，每百米漏風(fēng)率可以控制在1%以內(nèi)。
[0040]隧道供風(fēng)量:Q修=P.Q
[0041]代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得出所需風(fēng)機(jī)4供風(fēng)量:
Q 修=((1-0.01) ~ (-4475 + 100) ) X 1725=2705m3/min
E2局部阻力
h^nCgV
式中:n—風(fēng)管2轉(zhuǎn)彎次數(shù)；
C一轉(zhuǎn)彎阻力次數(shù)，取0.04 ； g一重力加速度，g=9.81m/s2；
V一轉(zhuǎn)彎風(fēng)速，取0.4m/s ο
[0042]考慮風(fēng)筒最多三次拐彎，則風(fēng)筒局部阻力為^=3X0.04X9.81X0.40=473 (pa) E3管道沿程摩擦風(fēng)阻 Rf=6.5 a L/d5
式中:α—管道摩擦阻力系數(shù)，取2X10-3 Kg /m3；
L一通風(fēng)管2長(zhǎng)度，取4475m; d—管道直徑m，取1.8m。
[0043]則Rf=6.5X2X10-3X4475 + 1.85=3.079E4沿程阻力損失計(jì)算
管道風(fēng)量取風(fēng)機(jī)4風(fēng)量與工作面風(fēng)量的幾何平均值:Q〒= (QXQ修)1/2 沿程阻力損失:h2=RfQ平式中:Rf—管道沿程摩擦風(fēng)阻；
Qfti 一風(fēng)機(jī)4風(fēng)量；
Q一工作面風(fēng)量；
一計(jì)算幾何平均風(fēng)量。
[0044]M h2=3.079X (2705X 1725) 1/2=3990 (pa)
E5阻力合計(jì)
h= Ii1+ h2=473+3990=4436 (pa)
F、通風(fēng)機(jī)4選型
通風(fēng)機(jī)4型號(hào)的選擇主要考慮以下三個(gè)條件:
(1)通風(fēng)機(jī)4送出風(fēng)量不能小于理論計(jì)算風(fēng)量；
(2)通風(fēng)機(jī)4直徑與選取通風(fēng)管2直徑不能差別太大；
(3 )風(fēng)機(jī)4全壓值術(shù)管道總阻力。
[0045]根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，為確保滿足計(jì)算結(jié)果，確保通風(fēng)效果，保安營(yíng)隧道1#斜井工區(qū)施工兩個(gè)階段主要通風(fēng)設(shè)備配備如下:
斜井施工階段:主通風(fēng)機(jī)4采用山西侯馬SDF(B)型軸流式通風(fēng)機(jī)41臺(tái)，通風(fēng)機(jī)4參數(shù)為:規(guī)格型號(hào):SDF (B)-Nol1.5，風(fēng)量 1171 ?2285 m3/min，風(fēng)壓 727 ?4629Pa，轉(zhuǎn)速:1480r/min,配用電機(jī)功率(75X 2) KW。風(fēng)帶直徑選用1800mm軟皮質(zhì)風(fēng)管。
[0046]正洞施工階段:主通風(fēng)機(jī)4采用山西侯馬SDF(B)型軸流式通風(fēng)機(jī)41臺(tái)，通風(fēng)機(jī)4參數(shù)為:規(guī)格型號(hào):SDF(B)-Nol3，風(fēng)量1695?3300 m3/min，風(fēng)壓930?5920Pa，轉(zhuǎn)速:1480r/min,配用電機(jī)功率(185X 2) KW，風(fēng)帶直徑選用1800mm軟皮質(zhì)風(fēng)管。斜井交叉口處通風(fēng)機(jī)4采用SSF型射流風(fēng)機(jī)52臺(tái)，通風(fēng)機(jī)4參數(shù)為:機(jī)號(hào):14，級(jí)數(shù):6?，風(fēng)量50 m3/s，配用電機(jī)功率45KW，風(fēng)帶直徑選用1800mm軟皮質(zhì)風(fēng)管。
[0047]G、通風(fēng)方案實(shí)施 Gl安裝風(fēng)機(jī)4
洞外風(fēng)機(jī)4安裝位置距洞口為15m，支架穩(wěn)固結(jié)實(shí)，保證風(fēng)管2、風(fēng)機(jī)4在同一直線上。風(fēng)機(jī)4位于洞口外上風(fēng)向位置，避免洞內(nèi)壓出廢氣循環(huán)進(jìn)入風(fēng)機(jī)4形成二次污染。
[0048]風(fēng)機(jī)4出口設(shè)置加強(qiáng)型柔性或變徑管與風(fēng)管2連接，風(fēng)機(jī)4和風(fēng)管2接口處法蘭間加密封墊，使其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，使用壽命更長(zhǎng)。
[0049]G2安裝風(fēng)管2
通風(fēng)管2掛于隧道頂部，進(jìn)入正洞后掛于襯砌邊墻上，距底板5m的位置。作業(yè)時(shí)先算出風(fēng)管2位置，風(fēng)槍打眼后安裝膨脹式掛鉤。再將Φ8_鋼絲繩吊掛線拉直拉緊，然后吊線掛上風(fēng)管2，這樣可使風(fēng)管2安裝達(dá)到平、直、穩(wěn)、緊，不彎曲、無(wú)褶皺，減少通風(fēng)阻力。
[0050]通風(fēng)管2末端管口距離工作面的距離，要在保證能將風(fēng)送到工作面保證通風(fēng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)保證風(fēng)管2不被爆破飛石損壞；
G3正洞施工通風(fēng)
G3.1斜井進(jìn)入正洞分兩個(gè)工作面施工時(shí)，當(dāng)一個(gè)工作面爆破后需要集中通風(fēng)時(shí)可將另一個(gè)工作面的風(fēng)管2在正洞交叉口的位置用繩索8鎖緊，減少通風(fēng)量，以增加爆破后的工作面的通風(fēng)量。如圖3所示:
G3.2考慮隧道內(nèi)施工溫度過(guò)高問(wèn)題，并結(jié)合攀枝花本地9月至次年5月氣候干燥情況，采用在通風(fēng)機(jī)4出風(fēng)口位置增加高壓水噴頭，利用通風(fēng)機(jī)4的風(fēng)壓使高壓水霧化，送入隧道內(nèi)工作面，使工作面溫度、濕度相對(duì)適宜。
[0051]G3.3防漏降阻，防止漏風(fēng)和降低風(fēng)阻是提高風(fēng)機(jī)4利用效率，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通風(fēng)的技術(shù)關(guān)鍵。
[0052](I)選擇質(zhì)量好，不易損壞，內(nèi)壁光潔度高，摩擦阻力小，且能抗燃、防水、老化期長(zhǎng)的風(fēng)管2，加工方法力求簡(jiǎn)單多樣，既能縫紉法加工，也能采用熱塑法或焊接加工。
[0053](2)加大風(fēng)管2節(jié)長(zhǎng)，可以減少接頭個(gè)數(shù)，有效減少接頭漏風(fēng)和減小風(fēng)阻。且節(jié)約成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其步驟為: 分析污染源以及確定通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)； 設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)； 隧道通風(fēng)參數(shù)計(jì)算，選定風(fēng)機(jī)，實(shí)施方案； 其特征在于，所述通風(fēng)系統(tǒng)具體為，在正洞施工期間，在斜井外洞口設(shè)置風(fēng)機(jī)，采用壓入式通風(fēng)方式，風(fēng)管伸入正洞，并向正洞兩個(gè)工作面前進(jìn)方向支出，在斜井內(nèi)洞口兩側(cè)設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，其射流方向均朝向斜井內(nèi)洞口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，斜井施工期間，在斜井外洞口設(shè)置風(fēng)機(jī)，采用壓入式通風(fēng)方式，風(fēng)管伸入斜井底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，斜井外洞口的風(fēng)機(jī)安裝位置距外洞口為15-20m，該風(fēng)機(jī)位于外洞口外上風(fēng)向位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，所述風(fēng)管的出風(fēng)口距工作面距離< 20m，且大于等于10m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口位置設(shè)置高壓水噴頭，利用通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓使高壓水霧化，送入隧道內(nèi)工作面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，風(fēng)管掛于斜井頂部，進(jìn)入正洞后掛于襯砌邊墻上，距底板5m的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，所述風(fēng)管掛于鋼絲繩吊掛線上，所述鋼絲繩吊掛線通過(guò)膨脹式掛鉤掛于設(shè)計(jì)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，當(dāng)一個(gè)工作面爆破后需要集中通風(fēng)時(shí)，將另一個(gè)工作面的風(fēng)管在正洞交叉口的位置用繩索鎖緊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其特征在于，步驟A中，斷面開(kāi)挖時(shí)風(fēng)速不小于0.25m/s，供風(fēng)量保證每人供應(yīng)新鮮空氣不小于3m3/min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)領(lǐng)域，特別涉及一種小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法，其步驟為：A，分析污染源以及確定通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)；B，設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)；C，隧道通風(fēng)參數(shù)計(jì)算，選定風(fēng)機(jī)，實(shí)施方案；通風(fēng)系統(tǒng)具體為，在正洞施工期間，在斜井外洞口設(shè)置風(fēng)機(jī)，采用壓入式通風(fēng)方式，風(fēng)管伸入正洞，并向正洞兩個(gè)工作面前進(jìn)方向支出，在斜井內(nèi)洞口兩側(cè)設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，其射流方向均朝向斜井內(nèi)洞口；本發(fā)明的目的在于提供一種通風(fēng)效果良好，成本低，方便維修更換設(shè)備的小斷面隧道獨(dú)頭長(zhǎng)距離通風(fēng)施工方法。
【IPC分類】E21F1-00, E21F1-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104612739
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410708745
【發(fā)明人】劉海濤, 田寶華, 陳幼林, 張強(qiáng), 閆宏斌, 閆辰騫, 霍莉
【申請(qǐng)人】中鐵二十三局集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日