高瓦斯隧道通风专项方案

渝黔铁路老周岩隧道

高瓦斯通风专项方案

中铁十二局集团渝黔铁路工程指挥部

二O一三年五月

前 言

为了加强瓦斯管理，杜绝瓦斯事故的发生,确保安全生产特制定老周岩隧道高瓦斯通风专项方案。

第一章 通风方案的设计

第一节 通风方案

根据老周岩隧道高瓦斯地质情况,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：第一个横通道贯通前采用压入式通风。正洞设置1台2×110kw对旋轴流通风机、配φ1500mm风管，平导设置1台2×55kw对旋轴流通风机、配φ1200mm风管。

第二阶段：第一个横通道贯通后采用巷道式全负压通风系统。正洞内设2台通风机,独立通风.一路给正洞通风，配置1台2×110kw对旋轴流通风机、φ1500mm风管压入式通风，另一路通过横通道给平导通风,配置1台2×55kw对旋轴流通风机、φ1200mm风管压入式通风.平导洞口段设2道风门，风门后打设风道,风道口安装1台2×110kw煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机，采用抽出式通风形成巷道式全负压通风系统。正洞内2台风机随掘进前移，正洞、平导通风机安设位置，安设在正洞内新鲜风流中，距回风横通道次后间距不小于100米，杜绝循环风的发生。φ1500mm和φ1200mm风管均采用抗静电、阻燃的柔性风管。根据通风检测情况，对瓦斯易于积聚的空间,在正洞和平导适当位置、横通道连接处、台车处增设SLFJ100-2T防爆射流风机，实施局部通风的方法，消除瓦斯积聚。除临近开挖面作回风的横通道外,次后的二横通道做两道永久风门以备进出设备及材料,其它不用的横通道均及时封闭.

第三阶段：隧道贯通后采用巷道式通风。全隧贯通后及时调整通风系统，平导进出口各开启1台2×110kw煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机采用抽出式通风形成巷道通风，防止瓦斯超限,待通风系统风流稳定后，方可恢复工作。通风方案详见通风设计图附后。

第二节 施工通风检算

由于老周岩隧道主洞平导断面的不同等因素，故采用分别检算方法进行检算。

根据施工通风方案，隧道进出口正洞洞口段无轨运输无需检算，只需检算正洞、平导有轨运输即可。通风是排烟除尘和稀释瓦斯的主要手段：

（1） 通风标准

① 驱散瓦斯集聚的风速大于1m/s。

② 氧气含量：按体积不小于20％.

③ 瓦斯浓度：小于0.5％。

④ CO最高允许浓度0.0024%以下.

⑤ CO2浓度:按体积，小于1.5％.

⑥ 氮氧化物:换算成NO2为0.00025%以下。

⑦ 粉尘最大允许浓度：每方空气中含有10％以上游离二氧化物的粉尘为2mg。

⑧ 洞内气温小于28度。

(2) 通风需要量检算

充分利用平导巷道式通风原理，确保通风畅通。

老周岩隧道施工通风检算如下：

根据施工通风方案，隧道进出口正洞洞口段无轨运输无需检算，只需检算正洞、平导有轨运输即可。

1．正洞有轨运输

① 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，瓦斯隧道取0。3m/s；

S—开挖断面积，正洞Ⅲ级围岩S=127.18m2。

Q1=60VS=60×127.18×0。3=2289m3/min。

② 按洞内同一时间最多人计算：Q2=4KN 式中:4—每人每分钟供风标准,m3/min

K—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。

Q2=4KN=4×1。25×100=5OOm3/min。

③ 按瓦斯绝对涌出量计算：Q3= KQ绝/（ Bg允- Bg送）

式中：Q绝—瓦斯绝对涌出量取实测值，取炮台山隧道参照值3。03 m3/min，

施工中据实调整。

Bg允—工作面允许瓦斯浓度，取0。5%；Bg送-送入风中瓦斯浓度,取0。

K—风量备用系数,即考虑隧道漏风、瓦斯涌出不均衡所取的系数，

取K =1。6。

Q3=KQ绝/( Bg允- Bg送)=1.6×3。03/(0。5％—0)=970m3/min.

④ 按稀释和排炮烟所需风量计算：

Q4=7.5(A×（S×L）2)}1/3/t

式中： A—一次爆破所用最大装药量，正洞Ⅲ级围岩一次爆破装药量A=300Kg,施工中据实调整；

S-开挖断面积，正洞Ⅲ级围岩S=127.18m2；

L—通风机至掌子面的距离，L=550m;

t—通风时间，一般为20~30min，取30min。

Q4=7。5（A×（S×L）2)}1/3/t=7.5×（300×(127.18×550）2)｝1/3 /30 =2841m3/min。

⑤ 按同时起爆炸药量计算

Q5=5Ab/t

式中:A—一次爆破所用最大装药量，正洞Ⅲ级围岩一次爆破装药量A=300Kg,施工中据实调整；

b—每公斤炸药爆炸生成的有害气体量，取b=40m3/ Kg；

t—通风时间，一般为20～30min,取30min.

Q5=5Ab/t=5×300×40/30=2000m3/min。

所需风量的确定:根据以上计算结果，取最大值2841m3/min为隧道正洞所需风量。

⑥按取最大风量2841 m3/min S=127。8㎡进行风速验算

Vm/s=2841÷127.8÷60=0。370m/s 当出现瓦斯层流时,应制订专门瓦斯排放安全措施进行处理。

2．平行导坑有轨运输

① 按洞内消除瓦斯积聚的最小风速计算：

Q1=60VS

式中：V-消除瓦斯积聚的最小风速，瓦斯隧道取1.0m/s;

S—开挖断面积，平导Ⅲ级围岩S=18m2.

Q1=60VS=60×18×1=1080m3/min。

② 按洞内同一时间最多人计算:

Q2=4KN

式中:4-每人每分钟供风标准，m3/min

K—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50人。

Q2=4KN=4×1。25×50=2503/min。

③ 按瓦斯绝对涌出量计算：

Q3= KQ绝/( Bg允- Bg送）

式中:Q绝-瓦斯绝对涌出量取实测值,取炮台山隧道参照值3.03 m3/min，

施工中据实调整。

Bg允—工作面允许瓦斯浓度，取0。5％。

Bg送-送入风中瓦斯浓度,取0。

K-风量备用系数，即考虑隧道漏风、瓦斯涌出不均衡所取的系数，

取K =1.6.

Q3=KQ绝/( Bg允- Bg送）=1。6×3.03/（0。5％-0)=970m3/min。

④ 按稀释和排炮烟所需风量计算:

Q4=7。5(A×（S×L）2）}1/3/t

式中： A-一次爆破所用最大装药量,正洞Ⅲ级围岩一次爆破装药量A=60Kg，施工中据实调整；

S—开挖断面积,平导Ⅲ级围岩S=18m2;

L—通风机至掌子面的距离，L=1000m；

t-通风时间,一般为20～30min,取30min.

Q4=7.5（A×(S×L）2）｝1/3/t=7.5×(60×(18×1000)2)｝1/3 /30=672m3/min。 ⑤ 按同时起爆炸药量计算

Q5=5Ab/t

式中： A—一次爆破所用最大装药量，正洞Ⅲ级围岩一次爆破装药量A=60Kg，施工中据实调整;

b—每公斤炸药爆炸生成的有害气体量，取b=40m3/ Kg；

t—通风时间，一般为20～30min，取30min。

Q5=5Ab/t=5×60×40/30=400m3/min。

所需风量的确定：根据以上计算结果，取最大值1080m3/min为平导所需风量。

⑥按取最大风量1080 m3/min S=18㎡进行风速验算

Vm/s=1080÷18÷60=1m/s

第三节 施工通风监测

隧道施工期间必须建立通风检测的组织系统,测定气象参数、风速、风量等参数。

管道通风监测:用1.3m比托管、U型压力计以五环10点法测试管道全压和静压，用1。3m比托管、DGM-9型补偿式微压计测试通风管内风的动压。

通风量监测:与管道通风测点相同截面用电子风速仪以9点法测试风速、风量.

气象条件测试：用数字式温度计测试管道内、外气温，用空盒气压表、干湿球温度计测试巷道内各点气压的湿度值。隧道内炮烟及有害气体扩散规律测试:用P-5型数字粉尘计自动记录各测点烟尘每分钟浓度动态变化，远红外线CO测试仪记录每个测点炮烟中一氧化碳浓度动态变化。对不同施工阶段的施工通风进行监测,根据测试结果进行系统改进.通风检测设备见表5.3.1。

表5.3。1 通风检测设备

序号 名称 型号 单位 数量 备注 进口 出口

1 比托管 1.3m 个 3 3

2 压力计 U型 个 3 3

3 补偿式微压计 DGM—9 个 2 2

4 风速仪 台 2 2

5 温度计 数字式 个 2 2

6 气压表 空盒式 个 2 2

7 干湿球温度计 个 2 2

8 粉尘计 P-5型数字式 套 3 3 9 CO测试仪 远红外线 套 3 3

第四节 施工通风管理

老周岩隧道为瓦斯隧道，施工通风是隧道施工的重要环节，是施工管理的重点，是保障长大隧道快速施工和正常进行的关键。结合以往瓦斯隧道的通风经验及成熟的工艺、工法，对云顶隧道施工通风进行科学管理，制定科学、合理的通风方案和切实可行的保障措施。

1．通风机安装支架稳固，避免运转时振动摇晃.风机出口设置刚性风筒连接,风机和风筒接口处法兰间加密封垫。刚性风管与软风管接合处绑扎三道,以减小局部漏风和阻力.

2．通风机经验收合格后方可投入使用，通风机必须执行专人管理制度，按规程要求操作风机,如实填写各种记录.严禁随意停开，并实行挂牌管理。

3．通风机应按规定实现“三专"，即专用变压器、专用线路和专用开关.通风机应设两路电源,当一路停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。

4．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,并在各入口处设置栅栏、警示牌。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度.当停风区瓦斯浓度不超过1%，并在通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度不超过0.5％时，方可人工开动通风机。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，回风系统平导内还必须停电撤人.只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不超过1％时，方可人工恢复通风机供风的正洞中的一切电器设备.

5．风管必须采用抗静电、阻燃的风管，有出厂合格证。风管口到开挖面距离小于5m,严禁放炮作业时摘取掌子面风管.

6．风管吊挂和维护每班应明确专人负责.每班必须对全部风管进行检查,发现破损等情况及时处理，损坏的风管必须及时更换。风管百米漏风率不应大于2％。

7．挂设风管要平、顺、直。在作业时，按洞内管线布置图测设风管中线位置，每隔5m打眼安装高强膨胀螺栓，布φ6mm钢筋拉线,用紧线器拉紧。风管吊挂在拉线下。为避免φ6mm钢筋受冲击波振动、洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂，增设φ10mm尼龙绳挂圈.拐弯处要设弯头或缓慢拐弯，不拐死弯。

8．通风值班人员必须审阅瓦斯班报，掌握瓦斯变化情况，发现问题,及时处