成贵铁路高瓦斯隧道设备配置方案.doc

1、高瓦斯隧道设备配置方案本方案以成贵铁路11标高坡隧道2#横洞为例，阐述高瓦斯隧道有轨运输设备配置。详细内容如下：一、 工程概况高坡隧道位于镇雄至毕节之间，全长4568m。其中我标段高坡隧道2#横洞正洞长2779m，平导长2977m。正洞高瓦斯段长1159m，煤层瓦斯段1109m，主要岩性为砂岩、泥岩、炭质页岩，铝土岩夹煤层，隧道穿越含煤系地层在该段不同段落可能遇到1131层煤及煤系，煤层总厚度最大约48m。横洞断面尺寸为5.15.0m，平导断面尺寸为5.15.0m，正洞断面尺寸为12.98.68m。级围岩断面方量为133m,级围岩断面方量141m,级断面方量为146 m,弃碴49.2万方,涌水

2、量最大4711 m/d（顺坡）。二、 高瓦斯隧道有轨运输设备配置情况1、正洞设备配置方案（见附表1）高坡隧道2#横洞位于镇雄县黑树镇兰家坡，正洞长2779m，断面尺寸为12.98.68m，石方开挖约383535m3，喷锚支护约27790m3，混凝土总量约83370m3，为高瓦斯隧道，采用有轨双车道运输，配置方案具体如下： 开挖根据断面，正洞配备28台YT-28风动凿岩机钻孔，单台最大耗风量4.8m3，合计耗风量4.828=134.4m3，配置20m3的空压机7台，简易钻孔台架1台。超前地质预报超前探孔采用ZY-750D型煤矿用液压钻机1套。设备见下图：ZY-750D型煤矿用液压钻机 装运正洞采

3、用有轨双车道运输，以级围岩每循环进尺3.5m，出碴虚方V=1.51333.5=698m3，采用LWL260防爆型挖装机1台装碴，配置10辆SDB-20梭式矿车，由XK12-9防爆型电机车牵引，将碴土运至洞外碴场。A、 矿车采用SDB-20梭式矿车,牵引动力使用XK12-9电瓶车,该车主要参数见表1。表1 XK12-9/192-1KBT.1电瓶车技术参数表粘着重量t12轨距mm900轮距mm680起动牵引力kN29.43持续牵引力kN16.48持续速度km/h8.7通过最小曲线半径m10机车外型尺寸510013501600mmB、电瓶车最大牵引力FmaxPc1000（kg）按Pc电瓶车的粘着重量

4、Pc12t粘着系数，隧道0.155计算得Fmax120.15510001860kgC、电瓶车牵引能力 FcFmax/（+i）W式中电瓶车最大牵引力Fmax1860kg列车的单位阻力，考虑了起动附加阻力，查铁道部牵规8kg/ti坡度单位阻力，使用浮放道岔时取最大上坡i12%电瓶车自重W12t计算得Fc1860/（8+12）1281tD、 单台电瓶车可牵引的梭矿数量nFc/（Q+q）式中：Fc机车牵引能力。前已算得Fc81t20 m3梭矿每节最大载重Q40t20 m3梭矿自重q20.2t计算得：n81/（40+20.2）1（节）计算结果表明电瓶车牵引能力满足要求。E、施工正洞与平导的装碴、运输设备

5、根据施工安排，正洞内最远工作面运输距离按Lmax=3.4km；计算开挖进尺按3.5m,断面积以m2计；每循环最大出碴量：V=1.51333.5=698 m3；正洞采用260m3/h的LWL260挖装机、SDB-20梭矿车装1节SDB-20梭矿车用时间:t1=（2600.6）/20=8min每循环装完碴用时间：Tw=698/（2600.6）60=268min每循环需装碴梭矿数量为：698/20=35车出碴列车行走时间：t2=3.4km/8.7km/h60=24min正洞出碴最短时间：Td=24（进洞）+268（装碴）=292min一列碴车装完后运、卸、返回用时合计：T=24+8+24=56min

6、运碴列车数：（56/8+1）=8计算结果表明：正洞为实现连续装碴应配置梭矿组10组满足出碴要求，每组由1台12t电瓶车牵引1台20m3 梭矿。二次倒碴，采用ZL50装载机1台装碴，6辆奔驰自卸车倒运。防爆设备见下图：防爆型LWL260履带挖掘式装载机防爆型SDB-20梭式矿车防爆型XK12-9电机车 喷锚支护采用6台HSP-7FB防爆型湿喷机进行喷锚作业。喷锚车台数计算：掌子面一次喷锚最大量：（8.52 m30.7（级时同时两个台阶喷锚）+2.8 m3（临时支护喷锚量）3m=26.3 m31台HSP-7FB的理论输出量：7 m3/h。1台湿喷机所用时间：26.3(1+0.15)（70.6）60

7、=432min0.15为喷锚损耗系数；0.6为湿喷机正常运作系数。喷锚时间控制在120min中内湿喷机数量：432min120 min =4台4台HSP-7FB防爆型湿喷机进行喷锚作业需要120分钟，满足施工要求，另备用2台，合计6台。设备见下图：HSP-7FB防爆型湿喷机 混凝土衬砌根据实际混凝土的用量，搅拌站配置HZS60和HZS90拌合楼各1套，1台LG856装载机上料，用6台TSB-6防爆轨式混凝土输送车运送混凝土，1台HBT60防爆型混凝土输送泵泵送，12m衬砌台车1台。混凝土运输车数量计算：TSB-6时速为10km/h,容量为6 m3。搅拌一车料需要时间：612min=12mim运

8、输时间：3.4km1060min=20min一列混凝土运输车运、装、返回用时合计：T=20+12+20=52min混凝土运输车数：（5212+1）=66台TSB-6防爆轨式混凝土输送车满足运输需求。 施工通风正洞前期采用压入式通风，正洞设置1台2160kw防爆通风机，配1800mm风管。横通道打通后，依次前移通风机。在正洞适当位置、横通道连接处、台车处增设SLFJ100-2T防爆射流风机。 电力配置根据以上设备配置、洞内设备情况、正洞长度及各工序，洞外配置3台S11-630-10/0.4变压器，洞内配置1台S11-800-10/0.4防爆型变压器（高压进洞）。2、平导设备配置方案（见附表2）平

9、导全长2977m，平导断面尺寸为5.15.0m，管区内石方开挖108465m3，喷锚支护约14885m3，混凝土总量约44655m3。平导采用有轨双车道运输，配置方案具体如下： 开挖根据断面，平导钻孔配7台YT-28风动凿岩机，单台最大耗风量4.8m3，合计耗风量4.87=33.6m3，需要配置型号20m3的空压机2台，简易钻孔台架1台，超前地质预报超前探孔采用ZY-750D型煤矿用液压钻机，与正洞共用。 运装平导采用有轨运输。以级围岩每循环进尺3m，出碴虚方112m3，采用WZ160防爆型挖装机装碴，SDB-20梭式矿车和XK12-9防爆型电机车与正洞共用。二次倒碴，采用ZL50装载机和奔驰

10、自卸车共用。防爆设备见下图： 防爆型WZ160挖装机防爆型SDB-20梭式矿车 喷锚支护采用2台HSP-7FB防爆型湿喷机进行喷锚作业。设备见下图：HSP-7FB防爆型湿喷机 混凝土衬砌 根据实际混凝土的用量，搅拌站配置HZS60和HZS90拌合楼、LG856装载机、TSB-6防爆轨式混凝土输送车、HBT60防爆型混凝土输送泵与正洞共用，10m衬砌台车1台。 施工通风 平导前期配置1台275kw防爆通风机、1400mm风管压入式通风。横通道打通后，采用抽出式巷道式全负压通风系统，平导洞口段设两道风门，风门后打设风道，风道口安装1台2160kw煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机，在平导适当位置、横

11、通道连接处、台车处增设SLFJ100-2T防爆射流风机。 电力配置根据以上设备配置、洞内设备情况、正洞长度及各工序，洞外配置1台S11-630-10/0.4变压器，与正洞内配置的S11-800-10/0.4防爆型变压器（高压进洞）共用。三、隧道通风方案及设备配置 根据高坡隧道2#横洞高瓦斯地质情况，总体通风方案采用巷道式通风，为确保排放瓦斯通风效果。通风方案如下：第一阶段：在施工横洞时配备1台轴流风机采用压入式通风。第二阶段：进入正洞及平导施工时配备2台轴流风机采用压入式通风向主动平导分别供风，此阶段供风至第一个联络通道贯通此阶段风机需送风约1000米。第三阶段：即正洞与平导间联络道连通之后，

12、平导开辟第一个正洞工作面，采用巷道式通风，将横通道口布置的风机移至正洞内，平导（D3K340+371.46）处设一直径1.8m，深度47.5m的通风竖井,安放抽出式风机做回风巷道。为避免污风回流，平导与横通道密封。第四阶段：正洞与平导间第3个联络道连通之后，风机移动至第三个横通道50米处，第2个联络道密封。此方案风机最长供风距离约1500米。如下图所示 2#横洞压风机通风量确定正洞通风机选型正洞所需压入式风量：按洞内最小允许风速计算：Q1=60VS 式中：V保证洞内稳定风流之最小风速，根据国内实际情况，高瓦斯取0.3m/s；S开挖断面积，正洞级围岩S=146m2。Q1=60VS=601460.

13、3=2628m3/min。按洞内同一时间最多人计算：Q2=3KN式中：3每人每分钟供风标准，m3/minK隧道通风系数，包括隧道漏风和分配不均匀等因素，取K=1.25；N隧道内同时工作的最多人数，取100人。按同时起爆炸药量计算式中：G一次爆破所用最大装药量，正洞级围岩一次爆破装药量G=340Kg，施工中据实调整；L0烟炮抛掷长度（m/），1.2(15+G/5)A开挖断面积t通风时间，一般为2030min，取30min.上式按每千克炸药产生的CO=40 L/Kg ，对于煤层应取100 L/Kg Q3=10812.5=2702m3/min根据以上计算结果，取最大值2702m3/min为隧道正洞压

14、入式供风风量。横通道风机送最长风距离按1500米计，风管按1.8米。考虑风管百米漏风率1.5%，则风机提供的风量应为：Q机=Q需/（1-）L/100=2702/（1-0.015）1500/100=3389m3/min.隧道内通风阻力计算风流克服管路产生的摩擦阻力与局部阻力之和。经过计算： 摩擦阻力P阻=1.26.5L (Q/60)2 /d5=3988pa其中风阻系数，取0.0025L隧道通风长度，1500米d配用风管直径，1.8米计算.通风管路局部阻力计算：187pa返回污风隧道摩擦阻力：452pa隧道内通风阻力计算：4629pa。压入式风机选择根据计算，单台风机应提供的风量3389m3/mi

15、n和风压4629Pa，对应风机性能曲线，选择我们生产的SDF14/2160KW（防爆型）通风机。其性能为：风量19363772m3/min，风压10176472Pa；配套风管1.8米直径。风速验算：按取风机最大风量3772m3/min 采用III级成洞断面S=100验算，最大风速为377210060=0.62m/s ；因0.62m/s1m/s，在隧道正洞顶部可能形成瓦斯层流，现场采取在新鲜风流巷中局部安设防爆射流风机，冲淡吹散层流中的瓦斯。 平导、2#横洞施工所需风机 平导所需压入式风量按洞内最小允许风速计算：Q1=60VS 式中：V保证洞内稳定风流之最小风速，根据国内实际情况，高瓦斯取0.3m/s；S