瓦斯隧道通风方案
1施工通风设计标准
根据《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)中的规定,隧道整个施工过程中,作业环境应符合下列卫生及安全标准:
⑴隧道内空气中氧气含量按体积计不得小于20%,有害气体和粉尘含量符合“表6-1”的要求。
表6-1 空气中有害物质的最高容许含量
名称 二氧化碳(CO2) 甲烷(CH4) 一氧化碳(CO) 二氧化碳(CO2) 氮氧化合物换算成 NO2 含有10%以下游离SiO2的其他粉尘 最高容许浓度 按重量按体积(%) 3(mg/m) 0.5 0.75~1 0.5 30 5 4 附注 开挖面瓦斯浓度大于1.5%时,所有人员必须撤至安全地点。 3特殊情况下CO浓度可为100 mg/m,但人员进入工作面时间不得超过30分钟。 含有10%以上游离SiO2的生产粉尘不得超过2mg/m3 ⑵隧道内气温不得高于28℃,洞内噪声不得大于90dB。 ⑶隧道施工通风为提供洞内各项作业所需的最小风量,每人供应新鲜空气3m3/min,采用内燃机作业时,供风量不小于3m3/(min·kW)。
隧道施工通风的风速不小于0.15m/s;最大风速工作面不大于6m/s,运输通道和通风洞内不大于6m/s。
⑷瓦斯隧道通风需要的风量,应将洞内各处的瓦斯浓度稀释到0.5%以下。为防止瓦斯积聚的风速不宜小于1 m/s.
⑸隧道施工采用综合防尘措施,并按规定时间测定粉尘和有害气体浓度。
2方案概述
洞内施工通风排烟采用自然通风和机械通风相结合的方式。隧道洞口150m范围内采用小型风机配合自然通风外,其余地段采用以压入式机械管道通风为主局部射流风机、局扇、自然通风为辅的通风方式。
⑴在隧道口安装1台SDF(c)-NO13(2×132KW)型轴流风机通过φ1.5m双抗风管(阻燃、抗静电)将新鲜空气送至洞内,并预留置一台1台SDF(c)-NO13(2×132KW)型轴流风机。
⑵在掌子面至模板台车地段的死角、超挖严重、洞室等部位用局扇将聚集的瓦斯吹出,使之与回风混合后排出。
⑶为确保风流循环速度需设置射流风机,诱导风向。射流风机随模板台车移动而相对移动,布置图见通风及监控系统布置图。
3通风计算
瓦斯隧道需要的风量,必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算,并按允许风速进行检验,采用其中的最大值。隧道进(出)口通风计算:
⑴ 根据同一时间,洞内工作人员数计算 Q1=K.M.Qn
K—风量备用系数,采用1.2 M—同时在洞内工作人数(取80人) Qn—每人工作人员所需新鲜空气,取3 m3/min 计算得:Q1=269 m3/min。 ⑵ 按照爆破作业确定风量
风管采用阻燃、抗静电软风管,直径1.5m,百米损耗率p100=1%,
1则风管漏风系数p =?1?p100?100=1.16,计划施工按1500m。
LA—掘进巷道的断面面积,考虑到超挖情况,一般地段选择70m2 风流有效射程l=4 A=4 70=33.46,
l33.46则2D=2?1.5=11.15,查表得沿程系数K≈0.6,
G—同时爆破的炸药量(kg),根据Ⅲ级全断面钻爆设计取162 kg 临界长度L=12.5 =12.5× =516m 22
APGbK162 ? 40 ? 0 . 6 70 ? 1 . 16
ψ—淋水系数,取0.8
b-炸药爆炸时的有害气体生成量,根据本隧道的情况取40 L/kg
t—通风时间(min),取30
2.253G(AL)ψbp22代入以上数据,Q2=
t =1285m3/min
⑶按照独头工作瓦斯涌出量计算所需风量:
Q3=QCH4×K÷(Bg-Bg0)=0.12×1.6÷(0.5%-0)=38.4 m3/min QCH4—按瓦斯最大涌出量0.12 m3/min K—瓦斯涌出的不均衡系数,取1.6; Bg—工作面允许的瓦斯浓度,取0.5%; Bg0 —送入风流中的瓦斯浓度,取0。 ⑷根据风速要求计算风量
参照我国煤矿的有关规定和同类隧道规定的标准,对瓦斯隧道最低风速取0.5m/s设计,为防止瓦斯积聚,对塌腔、模板台车、加宽段、避车洞等处增加局扇进行解决,对于一般段落采用射流风机卷吸升压以提高风速,从而解决回风流瓦斯的层流问题。
Q=V×60×A=0.5×60×70=2100 m3/min ⑸风机风量计算:
取以上风量的最大值2100 m3/min,则 风机风量为Qm=PQ=1.16×2100=2436 m3/min 4风机及风管配置
根据风量计算要求洞口选用的型号为:1台SDF(c)-NO13(2×
132KW)型轴流风机通过1道管路同时供风,可满足隧道需求风量2436m3/min要求。
通风管选用抗静电阻燃风管,直径为1.5m。为保证风管顺直,根据现有模板台车结构,在模板台车上设置φ1500mm钢筒,风管从钢筒中通过。通风布置图见下页:
风机、风管配置数量表(单口)
编号 风机型号 风量 风压 高效风量 转速 最高功率 最大电机数量 3(m3/min) Pa (m/min) (r/min) (kw) 功率(kw) 930~5920 2691 1480 259 132×2 2台 1500 3台 1 SDF(c)-NO13.5 1695~3300 2 3 φ1500抗静电、阻燃风管 SDS-Ⅱ-No10.0射流风机 5通风管理
5.1成立通风管理小组
⑴项目分部成立以分部项目副经理为组长的通风领导小组,组员为安质部部长、工程部部长、保障部部长及架子队技术主管,架子队长。
⑵架子队成立专门的通风班组负责通风设备的安装、使用、维修、维护工作,每天进行巡检。保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。
5.2建立健全通风管理制度 ⑴建立通风管理制度
①风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业,必须严格遵守风机的操作规程,熟悉通风系统性能。
②隧道通风系统必须经验收合格后方可投入正常运行,运行期间应加强巡视及维护工作,保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。
③保证隧道24小时连续不间断通风,风量、风压必须满足规范和施工组织设计要求,不得随意停风。当移动模板台车时,风机采取
低档位供风,以保证供风的连续性。
④钻眼、喷锚、出碴运输、安装格栅钢架、掌子面塌方、塌方处理、瓦斯浓度大于或者等于0.5%时,风机要高速运转,加强检测确保洞内任一处瓦斯浓度降至0.5%以下才能施工。
⑤风机设置两路电源并装设风电闭锁装置,确保正在使用的通风机出现故障后15分钟内启动备用通风机,保证隧道通风和正常作业不受影响。
⑥备用一台同等性能的备用通风机,并保持良好的使用状态。 ⑦安装在洞内的射流风机、局扇均应实行专用变压器、专用开关、专用的供电线路、风电闭锁、瓦斯电闭锁装置。
⑵通风系统定期检查制度
①分部组织每周对通风系统进行检查,架子队长每天对通风系统例行检查,通风工必须做好日常巡查。指挥部组织一月检查一次。
②通风设施安装完正常运转后,每10天进行1次全面测风,对掌子面和其他用风地点,根据实际需要随时测风,每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。若风速不能满足规范要求,采用适当的措施,进行风量调节。
③每7天在风管进出口测量一次风速、风压,并计算漏风率,如漏风率大于1%时,分析查找原因,尽快改正,确保送至掌子面的风量与设计相符。
④建立通风系统运行管理档案,档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。
⑤值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录,架子队长每天、分部主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认,并由物资部负责建档保存。
⑥每周用风速测定仪对风速进行人工检测。 ⑶通风管理交接班制度
必须实行通风管理交接班制度,交接双方签字认可,对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚,交接
班记录由架子队长每天定时予以审核签字。
⑷停风报批制度
风机的停运,关开、变速由监控中心专人负责调度指挥,并且做好相应的记录并签认后备查,其他任何人不准擅自停机。因通风系统检修及其他原因需要停风时必须提前提出申请,逐级上报,根据停风时间长短由相关负责人审批后方可实施。
①停风在30分钟以内的,由当班人员报架子队长审核后,由驻地监理工程师批准实施。
②停风时间超过30min的,由当班人员报小组组长审核后,由驻地监理组长批准实施。
③瓦斯隧道在施工期间,应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源。恢复通风前,必须检查瓦斯浓度。
当停风区中瓦斯浓度不超过1%,并在压人式局部通风机及其开关地点附近10 m以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机。当停风区中瓦斯浓度超过1%时,必须制定排除瓦斯的安全措施。回风系统内还必须停电撤人。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不超过1%时,方可人工恢复局部通风机供风的坑道中一切电气设备的供电。
⑸建立风管维护工作制度
架子队成立专门的通风班组负责通风设备的安装、使用、维修、维护工作,每天进行巡检。保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。
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