隧道施工通风压入式通风计算方法.docx

2、通风计算【2009—6-10】根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即 按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气计算出所需风量Q1;按在规 定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许 的浓度，计算出所需风量Q2;根据不同的施工方法，按坑道内规定 的最小风速，计算出所需风量Q3;当隧道内采用内燃机械施工时，还 须按内燃设备的总功率（kw），计算出所需风量Q4;通过上述计算, 取Qmax=Max （Q1，Q2, Q3,Q4）,再考虑风管的损失率（百米漏 风率®，即确定洞内所需的总供风量Q机，从而确定风机的功率和风 管的直径1）计算参一次开挖断面:S=80m2 （全断面）一次爆破耗药量：G=288kg （—次开挖长度4.2m ）通风距离：L=2800m洞内最多作业人数：m=60人爆破后通风排烟时间:t <30min通风管直径：®=1800mm管道百米漏风率：0=1.5%（2）风量计算① 按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：Q]=3km = 3x1.25x60=225 （ m3/min ）式中 3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/mink-风量备用系数，一般取1.15~1.25，按1.25取值m—同一时间洞内工作最多人数，按60人计② 按全断面开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所 产生的有害气体到允许的浓度,计算:Q2=V1 - (Kg/ V2)i/t=V1 [1-( kxV1/ V2)i/t] =551 ma/min式中 V]-—次爆破产生的炮烟体积 V1二SxLs =80x72。

6=5808 m3S——次开挖的断面面积，按80m2Ls -炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5 = 15+288/5 = 72 6mG-同时爆破的炸药消耗量，G=288kgV2-—次爆破产生的有害气体体积 V2二a・G=40x10_ax288=11.52 m3a— 单位重炸药爆破产生的有害气体换算成 CO 的体 积,40L/kgK— CO允许浓度，取100ppm，换算为1x10-4 mat-通风时间，取30min③ 按洞内允许最低风速，计算：Qa=60・V・S=60x0.15x80=720 ma/min式中 V— 洞内允许最小风速,隧规规定全断面开挖时取值015m/sS—开挖断面积，80m260—min 和 s 换算常数④ 按稀释内燃机废气计算风量：考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机（功率158kw ）和3辆T815自卸车（功率210kw ）作业总功率736kw，取机械设备的平均 利用率为70%,按隧规1kw需供风量不小于3ma/min，算得：Q4=946x070x3 = 1546 m3/min机械功率参考表】名称型号单位功率备注装载机柳工ZL50D台158kw柳工ZL50台154kw柳工CLG888台231kw徐工ZL50G台162kw徐工LW420F台128kw自卸车卡玛斯55111台162kw北方奔驰ND3310D29台213kw斯太尔T815台210kw东风140台103kw140马力东风145台118kw160马力东风3208台210kw设备供风能力取 Qmax=Max( Q1 Q，Q3 Q) = 1546 mh/min。

对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别 很大，按百米漏风率(取P=1.5% )计算洞口风机风量：Q 机二 Qmax/(1-p) L/100= 1546/(1－15％) 2800/100 =2360 m3/min注1 :先计算漏风系数p=1/(1-p)L/ioo =1/ ( 1 — 2800・1.3/100) = 153,也可注 2 :若P=2.0%，则 Q 机=2722pa ;若P=2O 5%,则 Q 机 = 3141pa ；这两个计算结果都没有上述可行，旦国内的风管0=15~ 2.5%.以资比较注3若装载机2台自卸车3台时总功率946kw Qmax=1987maxm3/min,则 Q 机二 3033 rWmin ;若p=20%，则 Q 机=3498pa ; 若0=2.5%,则Q机=4037pa以资比较3) 风压计算通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即h>h阻，按下 式计算：h阻=»动+0沿+口局=⑼如其中：① 管口动压h动一般可考虑为50pa② 沿程压力损失计算：h 沿=a4UpQmax2・g/S3=4474pa ；式中a-风管摩擦阻力系数，取a=3x10—4kg。

S2/m3l ■风管长度，取2800mU-风管周边长，n・D=5.652 mP-漏风系数，P=1/(1—P)l/ioo=14425,p=1o 3%Q -计算掌子面所需风量，1987 ma/min并折合成 max33o12m3/sg -重力加速度，取9o 8m/s2S—风管截面积，n・D2/4=2.5434m2 ； D -风管直径18m【注 若采用直径1.6m的风管贝Uh沿=8058pa,没有上述可行③局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算：h 曰二h、八x10%=4474pa局沿【直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=0pa1、施工通风施工通风方案：隧道进出口、斜井施工通风主要采用长管路独头压入式通风，由洞口回风通风最长距离近5073m① 通风检算选用 SDF(c )-NO12.5 型轴流风机(风量 1550 ~ 2912m /min , 全压1378~5355Pa,电机功率2x110KW),射流风机选用SLFJ— 100型电动机功率30KW根据施工总体进度安排及通风系统布置,2 #斜井施工压入通风距离最长，为5073m,如果此工作面通风能满足需要，则其余均能满足。

通风管使用PVC拉链风筒，节长20m ,平均百米漏风率0.67%,接头漏风率 0179%，考虑通风筒架设弯曲、个别破损等，取平均百米漏风率P100二12%,摩擦阻力系数a=1.4x10_3kg/m3全断面开挖断面积按正洞 Amax =83 m2一次爆破最大用药量按正洞 Gmax=176kg洞内最多作业人数按正洞60人爆破后计划排烟时间按t=30min掌子面需风量计算：a、按洞内允许最低风速计算：Q1二VminxAmax式中：Vmin—保证洞内稳定风流之最小风速0.15m/sAmax—开挖最大断面积Q1=015x83x60=747m3/minb、 按洞内最多作业人数计算：Q2 = 3MK式中：M—-洞内同时最多作业人数K——风量备用系数K=1O 23——每人每分钟所需新鲜空气量（m3 /人・分钟）Q2=3x60x1.2=216m3/minc、 按排除炮烟计：11p 二 L 二 5073 二2.561 --—R 1 - 5073 x 0.012100 100 100L 二 12.5 x Gbk 二 12.5 x I76 40 °4 二 64 临 Ap 2 83 x 2.562二 114%n八 2.25 G(AL )2w • b 2.25 .176x(83x50)^ x0.8x40Q 二 3 临 二 3■-3 t P2 30 3 2.562w —淋水系数，沿干燥岩层掘进的巷道取0.8;b——炸药爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取b=40 ;K—扩散系数0。

4;L临一稀释炮烟达到允许浓度所需隧道长度（m）；L 临=15+G/5 = 15 + 176/5 = 50mp—风筒漏风系数通过Q1、Q2、Q3比较，最大需风量为747m3/mino供风计算:沿程风压损失：P 损二RxQ 机xQ 需/3600=615x5824x 747/3600=7432Pa式中：风阻系数 R=6o 5xaxL/D5=6.5x14x10-3x5073/155=6.15Q机——通风机高效风量5824m3 /mi n（计划2台轴流风机供应一个正洞工作面）Q需 掌子面需风量747m3 /minD-—通风管直径1.5m通风管出口风量:Q 出口二Q 机—Q 机xP100xL/100=5824—5824x1.2%x5073/100=2279m3/min由以上结果可知，Q出口二2279 > Q需=747m3 /min , P损 = 5716Pa v P全=10710Pa，亦即，通风出口风量大于掌子面需求风 量，沿程风压损失均小于风机全压，故此种方式可满足洞内施工通风 需要每个隧道口配置两组2x110kw轴流风机另正洞内每隔500m 配备1台射流通风机将废气往洞外吹，压入式轴流风机配风管直径为 01。

5m2、施工通风计算前提设定参数：开挖断面积一次开挖长度单位体积耗药量 一次爆破用药量（全断面开挖） 台阶法施工洞内同时工作的最多人数 内燃机功率计算 爆破后通风排烟时间 通风管直径风管百米漏风率漏风系数P风管内摩阻系数S=9877m2 （最大值计）L=3m（台阶法按1°5m计） 0.71Kg/m3G=210kgG 台阶=105kg m=60 人4x173KWt=30min6150mP=1.3%1.050.019风量备用系数 k=115最小洞内风速 V=015m/s则，全断面开挖时炮烟抛掷长度LS=15+G/5=15+210/5=57m台阶法时炮烟抛掷长度 LS=15+G/5=15+105/5=36m2.2 风量计算隧道通风机的选择是根据能满足洞内各项作业所需要的最大风 量而定风量按洞内每人每分钟供给新鲜空气3m3采用内燃机作 业时侮1Km供风量不小于3m3/min及洞内风速不小于015m/s 分别计算，以确保作业区内有足够的新鲜空气，来改善劳动条件 ,保 障作业人员身体健康风量计算从四个方面予以考虑，即按排除爆破炮烟计算得Q1；按 洞內最多工作人员数计算得Q2;按洞内要求最低风速计算得Q3;按 稀释内燃机废气计算得Q4。

通过上述计算，取Q计二Max (Q1Q2Q3Q4 )最大值.2.21 排除炮眼需风量Q1=V1-(KV1t+1--/V2)1/t=V1 [ 1-(KV1/V2)1/t]二V1——一次爆破产生的炮烟体积 V1 = SxLs=V2-—次爆破产生的有害气体 V2二axG二k 允许浓度取100ppm;单位重炸药爆破产生的有害气体换算成的CO体积取40x10_3m3/kg其它公式参考值：t——通风时间（min）,拟60分钟；A—-爆破耗药量（kg ）,经计算循环耗药量为210kg,因台阶法 施工，取其一半，即105kg ；S— -巷道断面积（ m2 ） ，榴桐寨隧道正洞最大断面积为 9877m2；L--巷道长度或临界长度（m）,按独头掘进最长5073m计；K—-考虑淋水使炮烟降低的系数；使用水幕条件下K=0.30 ;P— -巷道计算长度范围内漏风系数，应不大于 1％，新工艺取 值02.2.2 按洞内同时工作的最多人数60 人计算风量Q2=qmK式中Q 计算风量（m3/min 。