成贵铁路高瓦斯隧道设备配置方案.docx

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11〜31层煤及煤系， 煤层总厚度最大约4〜8m横洞断面尺寸为5.1X5.0m，平导断面尺 寸为5.1X5.0m，正洞断面尺寸为12.9X8.68m°III级围岩断面方量 为133m3 ,^级围岩断面方量141m3, V级断面方量为146 m3,弃碴 49.2万方，涌水量最大4711 m3/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12.9 X 8.68m，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：① 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4.8X 28=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 1压钻机1套设备见下图:ZY-750D型煤矿用液压钻机② 装运正洞采用有轨双军道运输，以III级围岩每循环进尺3.5m,出碴 虚方V=1.5X133X3.5=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,该军主要参数见表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5100X 1350 X 1600mmB、电瓶车最大牵引力Fmax = Pc • W • 1000 (kg)按Pc电瓶车的粘着重量Pc = 12tW粘着系数，隧道W =0.155计算得 Fmax=12 X0.155 X 1000 = 1860kgC、 电瓶车牵引能力Fc = Fmax/(3 +i)—W式中电瓶车最大牵引力Fmax = 1860kg3〜列车的单位阻力，考虑了起动附加阻力，查铁道部《牵规》3 =8kg/ti〜坡度单位阻力，使用浮放道岔时取最大上坡i = 12%电瓶车自重W=12t计算得 Fc = 1860/ (8+12)—12 = 81tD、 单台电瓶车可牵引的梭矿数量〔n〕=Fc/ (Q+q)式中：Fc〜机车牵引能力。

前已算得Fc = 81t20 m3梭矿每节最大载重Q = 40t20 m3梭矿自重q = 20.2t计算得：〔n〕=81/ (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：¥=1.5X133X3.5=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：气=(260X0.6) /20=8min每循环装完碴用时间：Tw=698/ (260X0.6)X60=268min每循环需装碴梭矿数量为：698/20=35车出碴列车行走时间：t「3.4km/8.7km/hX60=24min正洞出碴最短时间：T=24 (进洞)+268 (装碴)=292min d一列碴车装完后运、卸、返回用时合计：】T=24+8+24=56min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梭式矿车城南机械防爆型XK12-9电机车③ 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 maX0.7 （V级时同时两个台阶 喷锚）+2.8 m3 （临时支护喷锚量））X3m=26.3 m31台HSP-7FB的理论输出量：7 m3/h1 台湿喷机所用时间：26.3X （1+0.15）： （7X0.6） X60=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：432min：120 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: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：6： 1X2min=12mim运输时间：3.4km： 10 X 60min=20min一列混凝土运输车运、装、返回用时合计:ET=20+12+20=52min混凝土运输车数：（52：12+1） =66台TSB-6防爆轨式混凝土输送车满足运输需求。

⑤ 施工通风正洞前期采用压入式通风，正洞设置1台2X160kw防爆通风机， 配（p 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⑥ 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）平导全长2977m，平导断面尺寸为5.1X5.0m，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：① 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4.8X7=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② 运装平导采用有轨运输以III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装载机和奔驰自卸车共用防爆设备见下图:防爆型SDB-2U梭式矿车③ 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:④ 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⑤ 施工通风平导前期配置1台2X75kw防爆通风机、（p 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2X160kw煤矿地 面防爆抽出式对旋轴流通风机，在平导适当位置、横通道连接处、台 车处增设SLFJ100-2T防爆射流风机⑥ 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⑴ 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，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米如下图所示高坡隧道2#横通道第三阶段施工”一 污风 匚二1射流风机" 新鲜空气主风机竖井;密封门竖井排烟通道1 污风 匚二1射流风机1—新鲜空气=■主风机高坡隧道2#横通道第四阶段施工中横洞HD2K0+476⑵2#横洞压风机通风量确定① 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：Q=60VS1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V级围岩S=146m2Q =60VS=60 X 146 X 0.3=2628m3/min。

1按洞内同一时间最多人计算：Q=3KN2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 7予. 7 8 . . Q = —3G(ALo)=和3：'340x (146x100)2 3 t 30式中：G〜一次爆破所用最大装药量，正洞III级围岩一次爆破装药量G=340Kg，施工中据实调整；L〜烟炮抛掷长度(m/)，1.2X(15+G/5)A〜开挖断面积t〜通风时间，一般为20〜30min，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/KgQ3=1081X2.5=2702m3/min根据以上计算结果，取最大值2702m3/min为隧道正洞压入式供 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 机二Q 需/ (1-p ) l/100=2702/ ( 1-0.015) 1500/100=3389m3/min.② 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=1.2X6.5Xa XLX (Q/60)2 /d5=3988pa其中a〜风阻系数，取0.0025L〜隧道通风长度，1500米d〜配用风管直径，①1.8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。

③ 压入式风机选择根据计算，单台风机应提供的风量3389m3/min和风压4629Pa, 对应风机性能曲线，选择我们生产的SDFNH4/2X160KW。