瓦斯隧道施工通风专项方案.docx

1、瓦斯隧道施工通风专项方案*隧道施工通风专项方案1 工程概况1.1 地理位置新建*位于甘肃、四川、陕西及重庆境内，北起兰州枢纽，向南经甘肃的榆中、渭源、漳县、岷县、宕昌、陇南后通过陕西省边界进入四川省，经广元、苍溪、阆中、南部、南充后，分别经渭沱、广安接入重庆枢纽。本标段为土建施工*标段，线路自本标段起点*606+710起，终点*615+725。主要工程为*隧道，全长8270.9m；隧道进口位于*，隧道出口位于*。1.2 工程简况*隧道起止里程为*，全长*m，为双线隧道。本隧道设进出口平行导坑辅助施工，平行导坑中线与左线线路中线平行，间距30m。根据设计资料显示，*607+800*610+050

2、、*613+350*614+950段为高瓦斯段落，其余段落为低瓦斯区。隧道进口平导起止里程为P*607+390P*610+050，长*m（不包括横通道）；隧道出口平导起止里程为P*615+592P*613+350，长*2m（不包括横通道）。1.3 总体施工方案*隧道分三个工区组织施工：隧道进口工区：计划施工任务为*607+329.1*610+180段2850.9m，设计为高瓦斯工区。隧道进口由进口平导掘进直接进入隧道正洞（*607+460处，级围岩）后，分三个掘进工作面组织施工，即进口平导、隧道进口重庆向和广元向掘进工作面；隧道平导掘进完成后进入隧道正洞向重庆向掘进，直至正洞贯通。隧道出口工区

3、：施工任务为*613+230*615+600段2370m，设计为高瓦斯工区。隧道出口设两个掘进工作面，即隧道出口平导掘进工作面和正洞掘进工作面，隧道平导掘进完成后进入隧道正洞向重庆向掘进，直至正洞贯通。斜井工区：计划施工任务为*610+180*611+680段（兰州向）1500m和*611+680*613+230段（重庆向）1550m，设计为低瓦斯工区；为满足合同工期要求，降低高瓦斯隧道施工通风难度，缩短隧道进出口通风距离，在*611+680处线路右侧增设一斜井，斜井长约700米，斜井综合坡度9.9%。根据设计资料，*610+050*613+350为低瓦斯区，故采用无轨运输双车道断面形式，压入

4、式通风。施工用电及施工设备均采用防爆型。2 通风设计依据施工通风是隧道施工的重要工序之一，是高瓦斯隧道安全施工的关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定隧道通风方案。2.1 通风设计依据 *标*隧道施工图；铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）；铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）；铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）；煤矿安全规程（国家煤矿安全监察局18号令）、防治煤与瓦斯突出规定

5、（国家安全生产监督管理总局令第19号）等煤矿现行有关规范、规程等。2.2 通风设计标准隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%。开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤至安全地点并加强通风。有害气体最高容许浓度：一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入

6、开挖工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。隧道内气温不得高于28。隧道内噪声不得大于90dB。隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气4m3/min。瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s。3 通风设计的原则3.1 通风系统3.1.1瓦斯隧道各掘进工作面都必须采用独立通风，严禁任何两个工作面之间串连通风。3.1.2瓦斯隧道需要的风量，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。3.1.3瓦斯隧道施

7、工中，对瓦斯易于集聚的空间和衬砌模板台车附近区域，可采用空气引射器气动风机等设备，实施局部通风的办法，以消除瓦斯聚集。3.1.4瓦斯隧道在施工期向，应实施连续通风。因检修、停电等原因停机时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度，压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开动局部通风机。3.1.5采用平行导坑作回风道时，除用作回风的横通道外，其他不用的横通道应及时封闭，留作运输用的横通道应设两道风门。3.1.6瓦斯隧道各工区在贯通前，应做好风流调整的准备工作。贯通后，必须调整通风系统，防止瓦斯超限，待通风系统风流稳定后，方可恢复工作。3

8、.2 通风设备3.2.1压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。3.2.2瓦斯工区，必须有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。3.2.3瓦斯突出隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。3.2.4瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m，风管百米漏风率应不大于2%。4 通风方案4.1 斜井工区通风4.1.1 通风方案斜井工区施工通风第一阶段斜井施工独头掘进长度超过150

9、m时，采用压入式机械通风。图1 斜井压入式通风方式示意图斜井工区施工通风第二阶段斜井施工隧道正洞大小里程方向小于300m时，采用2台轴流式通风机压入式通风。如图2所示。图2 斜井施工通风第二阶段压入式通风示意图斜井工区施工通风第三阶段斜井施工隧道正洞大小里程方向大于300m时，采用2台轴流式通风机压入式通风。为了消除斜井与正洞交汇处形成涡流现象，加速风速，在斜井和交汇处设置防爆型射流风机辅助通风。当风筒压入通风超过1500m时，为确保压入风流速，采取风筒接轴流风机串联通风，隧道正洞与交汇处间隔1000m安装1台防爆射流风机辅助通风。如图3所示。图3 斜井施工通风第三阶段压入式通风示意图4.1.

10、2 风量和风压计算计算参数按照铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）的规定，结合施工组织，计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=0.25m/s计；隧道内气温不超过28；正洞最大开挖面积按SZ=126m2计（级围岩全断面开挖）；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=180kg（级围岩全断面开挖，每循环进尺2m）；正洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率1，风管内摩擦阻力系数为0.0078。风量计算根据设计图纸要求，本工区隧道施工均采用无轨运输，且每个工作面均采用独立供风，且供风长度为2250m，即通

11、过斜井向出口掘进斜井+正洞的施工长度。按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=VminSZ60s=0.2512660s=1890(m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4m1.2=41001.2=480(m3/min)m坑道内同时工作的最多人数，正洞按100人计。按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量Q炸药=(5Ab)/t=(518040)/20=1800(m3/min)b公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。按瓦斯绝对涌出量计算Q瓦K2Q绝（B允B送）1.63.03/0.005=970m3/min式中：K2风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、瓦斯泄漏不均

12、衡等因素，取K21.6；Q绝瓦斯绝对涌出量，取实测数据，可先取炮台山参考值3.03m3/min，在施工中按实测值进行调整；B允工作面允许瓦斯浓度，根据煤矿安全规程取0.5%；B送送入风流中瓦斯浓度，新鲜风流瓦斯浓度为0。按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0P式中：P进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和CQ1261T自卸汽车。其中侧卸式装载机2台，最大功率162kw，计算功率145kw；4台自卸车（满载车2台，空车3台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0P=3(1452+

13、992+792)=1938m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1938 m3/min风管漏风损失修正风量洞外风机通过在斜井与正洞交叉处，为工作面供风，通风计算取最大通风长度L2250m。风管百米漏风系数为1%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=2250/100=22.5A=（1-）B=（1-0.01）22.5=0.78Q机= Q需/A=1938/0.78=2485m3/min风压计算C=L=12250=2250；W=C/2D=2250/(21.5)=750S风管=D2/4=1.77m2；= Q需/S风管=2485/1.77=1403m/minH摩=W2=0.0

14、07875014.032=1152Pa式中：空气密度，按=1.0kg/m3计。风管内平均风速。系统风压，为简化计算，取H=1.2H摩H=1.2 H摩=1.21152=1382Pa4.1.3 风机选型长大隧道通风，主要需要轴流风机和射流风机两种。根据上述Q机、H的计算结果，参考风机性能曲线选择分机，要求风量、风压处于被选择分机的高效区内，即0.8为佳。SDF- NO13型轴流流风机功率为2132kW，压力为9205950PaH(1382Pa)，高效流量2710m3/minQ机（2485m3/min）。因此风机选用SDF- NO13型轴流流风机，配以1500mm软质风管。风管采用1500mm软质双

15、抗（抗燃烧、抗静电）风管，每节30m，具有风阻小、漏风低，强度高等优点。射流风机选用（B）SSF-No11.2/37型，该型风机功率37kW，出口风速37.7m/s，风量37.4m3/s，共计需要4台。4.2 隧道进（出）口工区通风4.2.1 通风方案隧道进（出）口工区设计为高瓦斯工区，巷道式通风。按照实施性施工组织设计,巷道式通风是在平行导坑口设置风门安装主风机将污浊空气抽出,新鲜空气由正洞流入,洞内用风机将正洞的新鲜空气送至不同工作面,形成循环风流。本方案在巷道式通风中引进了射流技术,用小功率射流风机代替平导口的大功率主风机,在平行导坑口和隧道正洞不设风门,实现无障碍封堵,提高了隧道通风质

16、量和运输能力,降低了隧道通风成本,改善了隧道运输条件。通风系统安装简单,操作方便。在平行导坑内布置射流风机,使新鲜空气由平导进入。在平导、横通道新鲜风流中布置轴流风机,通过风管向平导、正洞前方的工作面作压入式通风,污浊空气通过最前面的横通道由正洞排出,形成循环风流。 隧道施工通风第一阶段以隧道出口为例进行详细说明。在隧道洞口低瓦斯段（*615+000*615+600）600m。隧道正洞、平导分别配置2台通风机，均采用压入式通风。如图4所示。平导完成9#、10#横通道掘进支护后，为防止有害有毒气体在横通道内积聚，施工第一阶段应将9#横通道两侧设置风门，10#横通道内安装局扇通风。 隧道施工通风第

17、二阶段当平导10#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至9#横通道内，通过风筒向隧道正洞工作面压入通风，污浊风流通过隧道正洞排出洞外，为防止污浊风流在9#横通道形成涡流，在9#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。平导压入式通风机移至平导内，安装距离10#横通道不得小于20m（洞口方向一侧），通过通风管向平导工作面压入通风，污浊风流通过10#横通道排入隧道正洞，经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流，在10#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。本阶段直至11#横通道与隧道正洞贯通为止。 隧道施工通风第三阶段当平导11#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至10#横通道

18、内，通过风筒向隧道正洞工作面压入通风，污浊风流通过隧道正洞排出洞外，为防止污浊风流在10#横通道形成涡流，在10#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。为防止瓦斯在9#横通道积聚，9#横通道两端设置风门（或封闭）。平导压入式通风机安装到距离11#横通道不得小于20m（洞口方向一侧），通过通风管向平导工作面压入通风，污浊风流通过11#横通道排入隧道正洞，经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流，在11#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。本阶段直至12#横通道与隧道正洞贯通为止。为加快风流流速。一是，在平导新鲜风流中距平导通风机后方15m处安装1台防爆射流风机，加速新鲜风流在平导

19、的流速。二是，在距隧道洞口300m污浊风流中安图4 隧道出口施工通风第一阶段图5 隧道出口施工通风第二阶段图6 隧道出口施工通风第三阶段图7 隧道出口施工通风第四阶段装1台防爆射流风机，加速污浊风流向洞外排出的流速。详见图6隧道施工通风第三阶段示意图。隧道施工通风第四阶段当平导12#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至11#横通道内，通过风筒向隧道正洞工作面压入通风，在11#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。为防止瓦斯在9、10#横通道积聚，横通道两端设置风门（或封闭）。平导压入式通风机安装到距离11#横通道不得小于20m（洞口方向一侧），通过通风管向平导工作面压入通风，污浊风流通

20、过12#横通道排入隧道正洞，经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流，在12#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。本阶段直至13#横通道与隧道正洞贯通为止。为加快风流流速。一是，在平导新鲜风流中距平导通风机后方15m处安装1台防爆射流风机，加速新鲜风流在平导的流速。二是，在距隧道洞口300m污浊风流中安装1台防爆射流风机，在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机，加速污浊风流向洞外排出的流速。详见图7 隧道施工通风第四阶段示意图。隧道施工通风第五阶段当平导13#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至12#横通道内，通过风筒向隧道正洞工作面压入通风，在12#横通道与正洞之间轴流

21、式通风机前设置风门。为防止瓦斯在9、10、11#横通道积聚，横通道两端设置风门（或封闭）。平导压入式通风机安装到距离12#横通道不得小于20m（洞口方向一侧），通过通风管向平导工作面压入通风，污浊风流通过13#横通道排入隧道正洞，经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流，在13#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。为加快风流流速。一是，在平导新鲜风流中距平导通风机后方15m处安装1台防爆射流风机，加速新鲜风流在平导的流速。二是，在距隧道洞口300m污浊风流中安装1台防爆射流风机，在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机，加速污浊风流向洞外排出的流速。详见图8 隧道施工通风第五阶段

22、示意图。图8 隧道出口施工通风第五阶段图9 隧道出口施工通风第六阶段图10 隧道出口施工通风第七阶段图11 隧道出口施工通风第八阶段隧道施工通风第六阶段当由平导14#通道进入隧道正洞施工后，采取设在平导内的轴流风机压入式通风，为加快风流流速在14#平导内设防爆射流风机辅助通风；隧道正洞通风方式同第五阶段。本阶段直至隧道正洞与14#横通道贯通为止。详见图9 隧道施工通风第六阶段示意图。隧道施工通风第七阶段当平导14#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至14#横通道内，通过风筒向隧道正洞工作面压入通风，在14#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。为防止瓦斯积聚，其它各横通道两端设置风门（

23、或封闭）。为加快风流流速，在距隧道洞口300m污浊风流中安装1台防爆射流风机，在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机（共计布置2台），加速污浊风流向洞外排出的流速。详见图10 隧道施工通风第七阶段示意图。隧道施工通风第八阶段当隧道正洞贯通后，在14#横通道设防爆射流通风机向正洞内送风。此外，新鲜风流通过隧道出口，向斜井排风。为防止瓦斯积聚，其它各横通道两端设置风门（或封闭）。为加快风流流速，将距隧道洞口300m污浊风流中安装1台防爆射流风机，在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机（共计布置3台），并在斜井与正洞交汇处设1台射流风流，加速污浊风流通过斜井排出。 详见图11 隧道施工通风第八阶

24、段示意图。4.2.2 风量和风压计算隧道正洞进口施工均按无轨运输，采用巷道通风，隧道正洞和平导均不设风门，设射流风机辅助通风的混合通风模式。隧道正洞通过风筒压入式向工作面通风的最大长度不超过3个横通道间距，按700m计。隧道正洞风量计算参数同斜井正洞。隧道正洞风管漏风损失修正风量洞外风机通过在斜井与正洞交叉处，为工作面供风，通风计算取最大通风长度L700m。风管百米漏风系数为2%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=700/100=7A=（1-）B=（1-0.02）7=0.87Q机= Q需/A=1938/0.87=2228m3/min风压计算C=L=1700=700；W=C/2D=700/(

25、21.5)=233S风管=D2/4=1.77m2；= Q需/S风管=2228/1.77=1259m/minH摩=W2=0.007823312.592=288Pa式中：空气密度，按=1.0kg/m3计。风管内平均风速。系统风压，为简化计算，取H=1.2H摩H=1.2 H摩=1.2288=346Pa。平导风量及风压计算计算参数：按照铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）的规定，结合施工组织，计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=1m/s，因平导断面较小，不利于瓦斯稀释，按瓦斯积聚最小风速为依据；隧道内气温不超过

26、28；正洞最大开挖面积按SZ=18m2计（级围岩全断面开挖）；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=90kg（级围岩全断面开挖，每循环进尺3m）；正洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率1，风管内摩擦阻力系数为0.0078，风筒直径为1.0m。风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=VminSZ60s=1.01860s=1080(m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4m1.2=4401.2=192(m3/min)m坑道内同时工作的最多人数，正洞按40人计。按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量Q炸药=(5Ab)/t=(59040)/20=900(m3/m

27、in)b公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。按瓦斯绝对涌出量计算Q瓦K2Q绝（B允B送）1.63.03/0.005=970m3/min式中：K2风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、瓦斯泄漏不均衡等因素，取K21.6；Q绝瓦斯绝对涌出量，取实测数据，可先取炮台山参考值3.03m3/min，在施工中按实测值进行调整；B允工作面允许瓦斯浓度，根据煤矿安全规程取0.5%；B送送入风流中瓦斯浓度，新鲜风流瓦斯浓度为0。按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0P式中：P进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和CQ1261T自卸汽车。其中侧卸式

28、装载机1台，最大功率162kw，计算功率145kw；3台自卸车（满载车1台，空车2台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0P=3(145+99+792)=1206m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1206 m3/min风管漏风损失修正风量通风计算取最大通风长度L800m。风管百米漏风系数为1%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=800/100=8A=（1-）B=（1-0.02）8=0.92Q机= Q需/A=1206/0.92=1311m3/min风压计算C=L=1800=800；W=C/

29、2D=800/(21.5)=267S风管=D2/4=0.785m2；= Q需/S风管=1311/0.785=1670m/minH摩=W2=0.007826716.72=581Pa式中：空气密度，按=1.0kg/m3计。风管内平均风速。系统风压，为简化计算，取H=1.2H摩H=1.2 H摩=1.2581=697Pa4.2.3 风机选型工区风机型号高效风量（m3/min）风压Pa功率（kw）数量备注进口工区轴流风机SDF-NO132691930592013222其中1台备用射流风机（B）SSF-No11.2/372244-374辅助通风轴流风机SDF-NO11.5186572746297522其中

30、1台备用5 施工通风检测瓦斯隧道必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对掘进工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。5.1 风速测定5.1.1仪器对于隧道中的风速，一般应选用中速风表（0.510m/s）或低速风表（0.35m/s）进行测定。中速风表一般为翼式风表，图A1为AFC121型翼式风表，测量时，手指按下启动杆，风表指针回到零位，手指放开后红色计时指针开始转动，此时风表指针也开始计数，经1min后风速指针停止转动，计时指针转到初始位置也停止转动，风速指针所示数值即为表速，单位为：格/min。5.1.2风速测定要求由于空气具有粘性和隧道洞壁壁面有一定的粗糙度，使得洞内空气在流动时会产生内外摩擦力，导致了风速在隧道断面上的分布并非是均匀的。风速在洞壁周边处风速最小