YQZQ6标天坪隧道施工通风方案主扇220kw.docx

1、YQZQ6标天坪隧道施工通风方案主扇220kw改建铁路重庆至贵阳线YQZQ-6标天坪隧道施工通风专项方案编制： 审核： 审批： 中铁隧道集团有限公司渝黔铁路项目土建6标项目部二一三年三月目 录1 设计依据 - 1 -2 计算参数 - 1 -2.1 通风计算基础参数 - 1 -2.2 工程量划分 - 1 -3 风量计算及通风方式确定 - 2 -3.1 开挖面风量计算 - 2 -3.2 通风方式确定及风机供风量计算结果 - 3 -4 设备配置 - 4 -4.1 天坪隧道各工区通风设备配置 - 4 -4.2 通风阻力计算与设备匹配验证 - 5 -4.3 进口、斜井段主扇风机匹配验证 - 10 -5

2、通风布置 - 10 -5.1 进口段通风布置 - 10 -5.2 斜井段通风布置 - 13 -5.3 横洞段通风布置 - 15 -5.4 出口段通风布置 - 17 -5.5 风管布置对辅助坑道断面的要求 - 17 -6 质量保障措施 - 18 -6.1通风管理 - 18 -6.1.1 管理机构设置及人员编制原则 - 18 -6.1.2 机构和人员 - 19 -6.1.3 管理制度与评价 - 19 -6.2 防止瓦斯积聚的措施 - 20 -6.3 通风对施工的要求 - 21 -6.4 通风监测 - 21 -6.4.1 主要有害环境因素 - 22 -6.4.2 污染防治措施 - 22 -6.4.3

3、 主要检测对象 - 22 -6.4.4 测对象、仪器和检测频率 - 23 -6.4.5 气体检测和应急警报系统 - 23 -6.4.6 上报频率 - 23 -渝黔铁路YQZQ-6标段天坪隧道施工通风专项方案1 设计依据（1）渝黔铁路XCZQ-6标施工组织设计；（2）渝黔铁路XCZQ-6标天坪隧道施工图；（3）铁路隧道施工规范（TB10204-2002）；（4）铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）；（5）煤矿安全规程（国家煤矿安全监察局18号令）；（6）现代隧道施工通风技术。2 计算参数2.1 通风计算基础参数表2-1 通风计算基础参数表项目数量单位备注正洞工作面同时工作最多人数10

4、0人依据施组和图纸平导、斜井、横洞工作面同时工作最多人数30正洞开挖面一次爆破炸药用量300kg平导和横洞开挖面一次爆破炸药用量105斜井开挖面一次爆破炸药用量130正洞隧道开挖断面积130m2平导开挖断面积35斜井开挖断面积50横洞开挖断面积35通风换气长度250m风管平均百米漏风率1.5%风管摩擦阻力系数0.02正洞绝对瓦斯涌出量5.66m3/min平导绝对瓦斯涌出量2.94机械设备功率装载机150kw出碴汽车215kw空气密度1.2Kg/m3依据文献爆破通风时间30min依据规范隧道内最低允许风速0.25m/s人员配风标准3m3/(人min)内燃机械设备配风标准3m3/(kwmin)隧道

5、内瓦斯允许浓度0.5%2.2 工程量划分表2-2 工程量划分序号名称隧道工程量斜井/横洞正洞平导1进口段295m5242m4075m2斜井段2138m3360m4100m3横洞段主、副洞1050m、1061m3374m3600m4出口段2002m图2-1 渝黔铁路天坪隧道施工组织图3 风量计算及通风方式确定3.1 开挖面风量计算施工通风所需风量按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率和瓦斯涌出量分别计算，取其中最大值作为控制风量。（1）按洞内同时作业最多人数计算式中：作业面每一作业人员的通风量，取3m3/（人min）；作业面同时作业的最多人数。

6、经计算，正洞开挖面需风量300m3/min，斜井、横洞和平导开挖面需风量90m3/min。（2）按洞内允许最小风速0.25m/s计算式中:隧道最大开挖断面积，m2；洞内允许最小风速0.25m/s。经计算，正洞开挖面需风量1950m3/min，平导和横洞开挖面需风量525m3/min，斜井开挖面需风量750m3/min。关于最小风速的说明：铁路隧道施工规范（TB10204-2002）第15.1.4条规定：隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s,在分布开挖的坑道中不应小于0.25m/s。煤矿井工开采通风技术条件（AQ1028-2006）第4.2.4条规定：采煤工作面、掘进中的煤巷和

7、半煤岩巷最低风速为0.25m/s。因本隧道横洞工区为瓦斯突出工区，其他工区也不排除出现瓦斯溢出现象的可能，本隧道施工通风的最小风速按0.25m/s考虑。（3）按一次性爆破所需要排除的炮烟量计算式中：同时爆破炸药量，kg；通风时间，30min；通风换气长度，250m；隧道断面积，m2。经计算，正洞开挖面需风量1773m3/min，平导和横洞开挖面需风量521m3/min，斜井开挖面需风量709m3/min。（4）按内燃机械设备总功率计算式中：内燃机械总功，kw；内燃机械单位功率供风量，3m3/（kwmin）。经计算，正洞开挖面需风量2190m3/min，平导和斜井开挖面需风量1095m3/min

8、。（5）按瓦斯涌出量计算式中：相关系数，取2；瓦斯涌出量，m3/min；送风瓦斯浓度，取0.00%；隧道内允许瓦斯浓度，取0.5%。经计算，正洞开挖面需风量2264m3/min，平导开挖面需风量1176m3/min。表3-1 开挖面需风量计算结果表非瓦斯工区正洞需风量非瓦斯工区平导需风量斜井需风量横洞需风量瓦斯工区正洞需风量瓦斯工区平导需风量内燃机械作业需风量作为控制风量内燃机械作业需风量作为控制风量内燃机械作业需风量作为控制风量瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量2190m3/min1095m3/min1095m3/min1176m

9、3/min2264m3/min1176m3/min3.2 通风方式确定及风机供风量计算结果（1）进口段供风量采用主扇巷道式通风，依据施组进度安排可知：正洞最长风管长度约为1300m，需要风机提供风量约为2665m3/min；平导最长风管长度约为1900m，需要风机提供风量约为1460m3/min。（2）斜井段供风量采用主扇巷道式通风，依据施组进度安排可知：斜井最长风管长度约为2200m，需要风机提供风量约为1527m3/min；正洞最长风管长度约为2800m，需要风机提供风量为3344m3/min；平导最长风管长度约为3400m，需要风机提供风量约为2357m3/min。（3）横洞段供风量采用

10、射流巷道式通风，依据施组进度安排可知：横洞最长风管长度约为1070m，需要风机提供风量约为1404m3/min；正洞最长风管长度约为1700m，需要风机提供风量约为2927m3/min；平导最长风管长度约为1900m，需要风机提供风量约为1568m3/min。（4）出口段供风量采用压入式通风，依据施组进度安排可知：正洞最长风管长度约为2050m，需要风机提供风量约为2986m3/min。表3-2 各工区通风方式及需风量计算结果表序号名称通风方式需要风机提供的最大风量（m3/min）斜井/横洞正洞平导1进口段压入式和巷道式266514602斜井段压入式和巷道式1527334423573横洞（瓦斯

11、）段压入式和巷道式1404292715684出口段压入式29864 设备配置4.1 天坪隧道各工区通风设备配置天坪隧道通风设备配置情况见表4-1，其中横洞段为瓦斯工区，必须采用防爆风机和抗静电阻燃型风管，各工区均采用变频节能风机，大功率风机和大直径风机要求购买进口高性能设备。表4-1 天坪隧道通风设备配置表项目设备名称规格型号数量备注进口段变频轴流风机SDF-12.5，2110kw3台使用3台备用1台SDF-11.5，275kw1台SFC-10-302台使用1台备用1台PVC软风管1.8m7000m斜井内风管采用双吊环1.5m5000m斜井、平导内风管采用双吊环斜井段变频轴流风机2AVH180

12、，2200kw2台使用1台备用1台2AVH160，2132kw2台使用1台备用1台PVC软风管2.0m9000m斜井内风管采用双吊环1.8m4000m斜井、平导内风管采用双吊环横洞（瓦斯）段变频轴流风机2AVH160，2110kw3台使用2台备用1台，防爆SDF-11.5，275kw2台使用1台备用1台，防爆射流风机SSF-16，55kw，6p4台使用3台备用1台，防爆PVC软风管1.8m10000m用于正洞通风，双抗1.5m7500m用于平导通风，双抗出口段变频轴流风机2AVH160，2132kw2台使用1台备用1台PVC软风管2.0m3000m4.2 通风阻力计算与设备匹配验证通风阻力因选

13、择的风管直径和风机型号以及送风距离的不同会有很大差距，需要指出的是，如果选择的风管直径过小，会导致通风阻力过大，不能满足送风需要；如果选择的风管直径过大，又会造成浪费，且不利于施工组织。通风管路的阻力与风机风量的关系式如下，这也是通风管路的阻力曲线。式中：风管阻力，Pa；摩阻系数；空气密度，kg/m3；风管直径，m；风管平均百米漏风率；管路长度，m；风机工作点风量，m3/s。各工区通风阻力及风机与风管匹配情况如下：（1）进口段设备匹配图4-1 进口段正洞风管长度1300m进口正洞通风长度为1300m时，采用SDF-12.5型风机匹配1.8m风管，风机叶片角度+3、功率2110kw，风管风阻R=

14、1.1543Ns2/m3，风管出口风量2251m3/min2190m3/min，风机风压2407Pa，风机风量2740m3/min2665m3/min，满足通风要求，如图4-1所示。采用SDF-NO12.5型风机匹配1.8m和1.5m风管，公用一路风管在斜井井底分风往平导进出口方向同时送风，风机叶片角度+3、功率2110kw，风管风阻R=1.30196 Ns2/m3，平导进口方向风管出口风量1313m3/min1095 m3/min；平导出口方向风管出口风量938m3/min1095 m3/min；平导进口方向风管出口风量998m3/min1095 m3/min，不能满足平导进口工作面通风需求

15、，采用三通分风装置按照工序调节分配风量。风机风压4692Pa，风机风量3658m3/min，如图4-4所示。（3）横洞段设备匹配横洞段实际投入使用的风机共有3台，正洞配置的2台风机型号和功率相同，平导单独配置1台功率稍小一些的风机。横洞段正洞通风长度为1700m时，采用2AVH160型风机匹配1.8m风管，风机叶片角度48、功率2110kw，风管风阻R=1.40318 Ns2/m3，风管出口风量2331m3/min2264m3/min，风机风压3539Pa，风机风量3013m3/min2927m3/min，满足通风要求，如图4-5所示。横洞段平导通风长度为1900m时，采用SDF-11.5型风

16、机匹配1.5m风管，风机叶片角度+3、功率275kw，风管风阻R=3.77849 Ns2/m3，风管出口风量1385m3/min1176m3/min，风机风压3576Pa，风机风量1846m3/min1509m3/min，满足通风要求，如图4-6所示。图4-4 一路风管在井底分风，同时往平导进出口作业面供风图4-5 横洞段正洞风管长度1700m图4-6 横洞段平导风管长度1900m（5）出口段设备匹配出口段正洞通风长度为2050m时，采用2AVH160型风机匹配2.0m风管，风机叶片角度52、功率2132kw，风管风阻R=1.0276 Ns2/m3，风管出口风量2485m3/min2190m3

17、/min，风机风压3533Pa，风机风量3518m3/min2986/min，满足通风要求，如图4-7所示。图4-7 出口正洞风管长度2050m4.3 进口、斜井段主扇风机匹配验证通风系统总阻力的计算按几条风量较大、路线较长的线路计算，以计算的最大通风阻力作为计算依据。考虑到漏风、自然风压和局部阻力的影响，通风系统总阻力须有30%的增量。因此，主扇风机所能提供的风量应能达到9000m3/min、风压711Pa。图4-8 进口和斜井段通风系统网络图主扇采用SFC-10-30型风机，风机叶片角度+3，功率220kw，风阻R=0.0259 Ns2/m3，风机风压762Pa711Pa，风机风量1029

18、1m3/min9000m3/min，满足通风要求，主扇风机性能匹配如图4-9所示。图4-9 主扇风机匹配图5 通风布置天坪隧道共划分为四段，各段依据通风方式和施组进度进行阶段划分，具体通风布置情况分别如下。5.1 进口段通风布置进口段施工通风布置共分为五个阶段：第一阶段，开挖斜井采用压入式通风，采用2110kw风机匹配1.8m风管送风，用变频柜控制送风量，通风布置见图5-1。图5-1 进口段第一阶段通风布置第二阶段，正洞一个开挖面、平导两个开挖面，平导大小里程公用一路风管，各工作面均采用压入式通风，风机全部设置在斜井口，正洞采用2110kw风机匹配1.8m风管送风；平导开挖面采用2110kw（

19、风机中速运转）风机匹配1.8m和1.5m风管送风，采用三通分风装置按照工序调节分配风量。通风布置见图5-2。图5-2 进口段第二阶段通风布置第三阶段，进口段平导已贯通，正洞与平导间的3通也已贯通。正洞有2个开挖面，平导1个开挖面，斜井与平导交接处利用风桥形成巷道式通风，风桥长度为60m，风桥下部过车通道面积不小于30m2，风桥上部风流过流面积不小于30m2，同时应保证风桥有足够的承压能力，且风桥处不漏风，风桥纵向示意图如图5-3所示。在风桥下风向安装主扇风机，风量大小用变频器控制，通风布置见图5-4。图5-3 风桥纵断面示意图图5-4 进口段第三阶段通风布置第四阶段，正洞与平导间的4通已贯通，

20、正洞有2个开挖面，平导1个开挖面，通风布置见图5-5所示。随着开挖的推进，当其它连接平导和正洞的横通道贯通后，局部风机依次前移。图5-5 进口工区第四阶段通风布置第五阶段，进口平导和斜井平导已贯通，只有一个正洞开挖面，在8通处用风墙把风机封住，并在风墙上设置调风窗，并根据需风量调节风窗的开启大小，通风布置见图5-6。图5-6 进口工区第五阶段通风布置5.2 斜井段通风布置斜井段通风布置共分为五个阶段：第一阶段，开挖斜井井身时，只有一个斜井开挖面，采用1台2200kw风机匹配2.0m风管送风，风量大小用变频柜进行调节。通风布置见图5-7。图5-7 斜井段第一阶段通风布置第二阶段，进入正洞和平导施

21、工，采用压入式通风，正洞一个开挖面、平导两个开挖面，平导大小里程公用一路风管，采用2200kw风机匹配2.0m、1.8m风管送风，正洞开挖面采用2132kw风机匹配2.0m风管送风，通风布置见图5-8。图5-8 斜井段第二阶段通风布置第三阶段，斜井平导与进口平导已贯通，形成主扇巷道式通风，有两个正洞开挖面和一个平导开挖面，斜井与平导交叉口处利用风桥形成巷道式通风，风桥长度为60m，风桥下部过车通道面积不小于30m2，风桥上部风流过流面积不小于30m2，同时应保证风桥有足够的承压能力，且风桥处不能漏风，风桥纵向示意图如图5-3所示。13通正洞采用2132kw风机匹配1.8m风管送风，用变频柜调节

22、送风量大小，平导和15通正洞两个开挖面公用一台2200kw风机匹配2.0m、1.8m风管送风，采用三通分风装置按照工序调节分配风量，通风布置见图5-9。为了减少通风能耗，改善通风效果，尽量按设计要求增加横通道，随横通道的增加，逐步前移局部风机。图5-9 斜井工区第三阶段通风布置第四阶段，局部风机移至15横通道处，有两个正洞开挖面和一个平导开挖面，15通正洞采用2132kw风机匹配1.8m风管送风，用变频柜调节送风量大小，平导和17通正洞两个开挖面公用一台2200kw风机匹配2.0m、1.8m风管送风，采用三通分风装置按照工序调节分配风量，通风布置见图5-10。图5-10 斜井工区第四阶段通风布

23、置第五阶段，斜井平导与横洞平导已贯通，有两个正洞开挖面，15通正洞采用2132kw风机匹配1.8m风管送风，15通正洞采用2200kw风机匹配2.0m风管送风，均使用变频柜调节送风量大小，通风布置见图5-11。图5-11 斜井工区第五阶段通风布置当斜井平导与横洞平导贯通后，必须利用密封墙进行封闭，保持各自独立的通风系统，避免瓦斯工区与非瓦斯工区之间串风。5.3 横洞段通风布置横洞段通风布置共分为三个阶段：第一阶段，开挖横洞洞身时，只有主、副井两个开挖面，主井采用2110kw风机匹配1.8m风管送风，副井采用275kw风机匹配1.5m风管送风。平导最长通风距离1900m，正洞最长通风距离1700

24、m，通风布置见图5-12。该阶段进行揭煤施工，必须加强通风，并且采取局部防范措施。井底主副井连通处设正反两道风门。图5-12 横洞段第一阶段通风布置第二阶段，将主、副井之间的24号横通道用密封墙封闭，为两个开挖面送风的风机设置在距23通50m的平导内大里程一侧，正洞采用2110kw风机匹配1.8m风管送风，平导采用275kw风机匹配1.5m风管送风，在副井内设置两台55kw射流风机，新鲜风由副井引入、污风全部经主井排出，通风布置见图5-13。图5-13 横洞段第二阶段通风布置第三阶段，随着平导的推进，在19通增设正洞开挖面，平导内风机随横通道的贯通前移至22通，将23通封闭并在此增设1台为大里

25、程正洞送风的风机，在22通和23通之间再增设1台55kw射流风机，正洞采用2110kw风机匹配1.8m风管送风，平导采用275kw风机匹配1.5m风管送风，当横洞平导与斜井平导贯通时，仍然保持此通风布置，直到正洞贯通，通风布置见图5-14。图5-14 横洞段第三阶段通风布置横洞工区为瓦斯突出工区，所有通风设备必须配置防爆型，风管为防静电阻燃型，局部地段为防止瓦斯集聚可采用局部风机或空气引射器使风流速度达到1m/s，空气引射器的安设情况见图5-15。空气引射器的主要设置位置如下：（1）正洞与回风横通道连接处的拱顶；（2）回风区内的硐室；（3）衬砌台车和各种作业台架形成的通风死角；（4）未衬砌的超

26、挖处；（5）隧道断面变化形成的通风死角。图5-15 空气引射器布置图5.4 出口段通风布置出口段只有正洞一个开挖面，施工长度2002m，采用压入式通风，利用2132kw风机匹配2.0m风管送风，通风布置见图5-16。图5-16 出口段通风布置5.5 风管布置对辅助坑道断面的要求（1）斜井内风管布置依据设计斜井断面净空为7.66m6.5m（宽高），布设两路2.0m风管后的断面图见图5-17，送风时为交通运输车辆（高3.85m）预留了4.26m的高度，能够保证风管顺畅通过，无需对斜井进行断面优化，但是必须使用双吊环风管，并对风管进行托吊处理，防止停风时风管下垂被过往车辆刮破。（2）平导内风管布置依据设计平导断面净空为5.36m6.0m（宽高），进口平导布置一路1.5m风管。横洞平导内均布设一路1.8m风管和1.5m风管，其断面图见图5-18，送风时为交通运输车辆（高3.85m）预留了4.09m的高度，安全距离有24cm，基本可以保证风管顺畅通过，如果采用无轨运输方式，建议横洞平导PDK125+550PDK127+050段拱部加高40cm。斜井平导内需要布设一路2.0m风管，其断面图见图5-19，送风时为交通运输车辆（高3.85m）预留了4.00m的高度，不能够保证风管顺畅通过，必须对斜井平导进