第三章 隧道施工通風(fēng)基本原理

第三章隧道施工通風(fēng)

基本原理內(nèi)容提要一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題；二、隧道施工通風(fēng)的主要方式；三、通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求越來(lái)越高，對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求與對(duì)安全、質(zhì)量的要求同等重要，構(gòu)成了三位一體的體系；隧道通風(fēng)技術(shù)越來(lái)越專業(yè)化，已經(jīng)出現(xiàn)專門(mén)的隧道通風(fēng)作業(yè)隊(duì)伍，提供通風(fēng)設(shè)計(jì)、設(shè)備配套、通風(fēng)檢測(cè)、通風(fēng)管理等分包業(yè)務(wù)；施工單位對(duì)通風(fēng)重視不足，所具有的通風(fēng)技術(shù)水平低下，即使想搞好通風(fēng)也只是有心無(wú)力；通風(fēng)管理工作由承擔(dān)隧道開(kāi)挖作業(yè)的民工隊(duì)伍擔(dān)當(dāng)，某種意義上成了應(yīng)付檢查的擺設(shè)；對(duì)此，項(xiàng)目部出了錢(qián)卻沒(méi)有辦成任何事情，最后還要承擔(dān)由此帶的后果。一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題目的：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，通過(guò)交流，提高通風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)水平，制定出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案，不管執(zhí)行結(jié)果如何，首先可以免去方案制定者的責(zé)任。其次如果方案有經(jīng)濟(jì)合理的前提，才可以堅(jiān)持按照方案去執(zhí)行，才可以從理論的角度去說(shuō)服執(zhí)行者。二、隧道施工通風(fēng)的主要方式分類如下：二、隧道施工通風(fēng)的主要方式壓入式通風(fēng)：說(shuō)明：應(yīng)用范圍廣，目前國(guó)內(nèi)隧道施工中依靠獨(dú)頭壓入式通風(fēng)在3km獨(dú)頭掘進(jìn)距離上依然可以保證隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。二、隧道施工通風(fēng)的主要方式抽出式通風(fēng)說(shuō)明：抽出式通風(fēng)依靠風(fēng)機(jī)將洞內(nèi)的污濁空氣抽走，洞內(nèi)形成負(fù)壓，洞內(nèi)外空氣在壓差的情況下產(chǎn)生流動(dòng)。因?yàn)槁╋L(fēng)的存在，沒(méi)有壓入式通風(fēng)效率高，排污效果沒(méi)有壓入式通風(fēng)好，易造成洞內(nèi)氣壓低，空氣質(zhì)量差。二、隧道施工通風(fēng)的主要方式巷道式通風(fēng)說(shuō)明：在煤礦系統(tǒng)中應(yīng)用較多，要求有導(dǎo)坑、相鄰隧道用作回風(fēng)巷。通風(fēng)所需能耗最小。二、隧道施工通風(fēng)的主要方式混合式通風(fēng)二、隧道施工通風(fēng)的主要方式豎（斜）井通風(fēng)二、隧道施工通風(fēng)的主要方式幾種輔助通風(fēng)措施：局扇：用于局部風(fēng)流死角的空氣混合，使局部風(fēng)速增加，防止有害氣體集聚。射流風(fēng)機(jī)：克服局部風(fēng)阻，引導(dǎo)風(fēng)流方向，有局扇的部分功能。引射器；水力引射器、空氣引射器。高壓風(fēng)。

壓縮空氣由進(jìn)氣管進(jìn)入環(huán)形均壓室，以超音速?gòu)沫h(huán)隙噴出，沿凸緣表面流動(dòng)，并在凸緣表面形成負(fù)壓區(qū)，使外界空氣沿集風(fēng)器流入，與高速射流混合后通過(guò)擴(kuò)散器進(jìn)入風(fēng)筒，形成風(fēng)流?？諝庖淦魅⑼L(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算基本原理1.假設(shè)條件：假設(shè)空氣無(wú)粘性假設(shè)空氣不可壓縮假設(shè)空氣在隧道內(nèi)流動(dòng)是穩(wěn)定流動(dòng)通過(guò)三個(gè)假設(shè)，就可以把隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)看成流體力學(xué)中所研究的理想不可壓縮流體的穩(wěn)定流動(dòng)。可以采用流體力學(xué)的計(jì)算方法對(duì)隧道內(nèi)的空氣流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，上述假設(shè)對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性影響不大，可以滿足施工的要求。6.需風(fēng)量隧道施工中,掘進(jìn)工作面所需的風(fēng)量與施工方法、施工作業(yè)的機(jī)械配套條件關(guān)系很大，且在一個(gè)作業(yè)循環(huán)中，不同作業(yè)工序?qū)︼L(fēng)量的要求也有圈套差別。進(jìn)行風(fēng)量計(jì)算的目的是為正確選擇通風(fēng)設(shè)備和為設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)提供依據(jù)。通風(fēng)系統(tǒng)的供風(fēng)能力應(yīng)能滿足工作面對(duì)風(fēng)量的最大需求。掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量可按下列方法計(jì)算，并取其最大者作為供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。6.1按排除炮煙計(jì)算風(fēng)量壓入式通風(fēng)的風(fēng)量計(jì)算方法一：Q—工作面風(fēng)量，m3/min；t—通風(fēng)時(shí)間，min；G—同時(shí)爆炸的炸藥量，kg；A—掘進(jìn)巷道的斷面積，m2；L—巷道全長(zhǎng)或臨界長(zhǎng)度，m；φ—淋水系數(shù)，查表選?。籦—炸藥爆炸時(shí)的有害氣體生成量，煤層中爆破取100，巖層中爆破取40；P—風(fēng)管漏風(fēng)系數(shù)。

長(zhǎng)距離巷道掘進(jìn)時(shí)，炮煙在沿巷道流動(dòng)過(guò)程中與巷道內(nèi)的空氣混合，在未到達(dá)巷道出口時(shí)已被稀釋到允許濃度，從工作面至炮煙已稀釋到允許濃度處的距離稱為臨界長(zhǎng)度。在這種情況下，公式中的L應(yīng)用臨界長(zhǎng)度代入計(jì)算。臨界長(zhǎng)度計(jì)算公式：式中K為紊流擴(kuò)散系數(shù)，其余符號(hào)意義同前。漏風(fēng)系數(shù)公式：式中p為百米漏風(fēng)率，由風(fēng)管自身確定，使用前要求廠家提供數(shù)據(jù)。目前一般在1%~2%之間，百米漏風(fēng)率越小，系統(tǒng)工作效率越高。抽出式通風(fēng)風(fēng)量計(jì)算計(jì)算公式：式中符號(hào)意義同前。說(shuō)明：以上公式只適用于爆破后立即開(kāi)始通風(fēng)的情況。否則，由于炮煙不斷向外擴(kuò)散，增大了炮煙區(qū)的容積，上述計(jì)算的風(fēng)量將偏小，會(huì)延長(zhǎng)通風(fēng)排煙時(shí)間。混合式通風(fēng)風(fēng)量計(jì)算在混合式通風(fēng)系統(tǒng)中，使用2臺(tái)工作方式不同的通風(fēng)機(jī)，它們的風(fēng)量應(yīng)分別計(jì)算。壓入式風(fēng)機(jī)供到工作面的風(fēng)量：式中：L—抽出式風(fēng)管口到工作面的距離，m；其余符號(hào)意義同前。抽出式風(fēng)機(jī)從工作面抽走的風(fēng)量：Q1=Q+Av式中：v—隧道內(nèi)允許最低平均風(fēng)速，m/min。其它符號(hào)意義同前。6.2按排出粉塵計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公式：Q=v·A式中：v—排塵風(fēng)速，一般取0.15-0.3m/s。其它符號(hào)意義同前。6.3按施工隧道內(nèi)的最多人數(shù)計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公式：Q=4N式中：N—隧道內(nèi)最多人數(shù)。4為規(guī)范中規(guī)定每人每分鐘消耗空氣量6.4按最低允許風(fēng)速計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公式：Q=v·A式中：v—允許最低風(fēng)速，m/s。6.5按瓦斯涌出量計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公式：6.6按稀釋和排除內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公式：QCH4—工作面瓦斯涌出量，m3/min；

BC—工作面允許瓦斯?jié)舛龋?.5%；

BP