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。第一阶段第一个横通道贯通前压入式通风示意图第二阶段第一个横通道贯通后巷道式通风示意图第三阶段隧道贯通后巷道式通风示意图老周岩隧道进口工区通风系统布置图T进口里程D2K84+7032×110KW轴流风机柔性风管Φ1200柔性风管Φ1500TT自然风流TT进口里程D2K84+7032×110KW轴流风机柔性风管Φ15002×55KW轴流风机柔性风管Φ1200自然风流进口里程D2K84+703TTTT2×55KW轴流风机1台2×110KW煤矿防爆通风机1台2×110KW煤矿防爆通风机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%。④CO最高允许浓度0.0024%以下。⑤CO2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/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。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3.03m3/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2841m3/minS=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/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3.03m3/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1080m3/minS=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332压力计U型个333补偿式微压计DGM-9个224风速仪台225温度计数字式个226气压表空盒式个227干湿球温度计个228粉尘计P-5型数字式套339CO测试仪远红外线套33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，及时处理，并向调度室部门汇报。第五节隧道贯通时通风管理隧道正洞和平导进口段与出口段贯通时通风必须遵守下列规定：1．在距贯通大于50m前，必须停止其中一个掌子面的作业，按第三阶段通风布置，做好调整通风系统的准备工作。2．贯通时，必须由专人在现场统一指挥，停止掘进的掌子面必须保持正常通风，设置栅栏及警标，经常检查风管的完好状况和掌子面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须立即处理。开挖的掌子面每次爆破前，必须派专人和瓦斯检查工共同到停挖的掌子面检查掌子面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须先停止在挖掌子面的工作然后处理瓦斯，只有在2个掌子面及其回风流中的瓦斯浓度都在1.0%以下时，开挖的掌子面方可爆破。每次爆破前，2个掌子面入口必须有专人警戒。3．隧道贯通后，平导进出口各开启1台2×110kw煤矿地面防爆抽出式对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。第六节施工通风安全技术措施1．在第二个横通道与正洞贯通后，作为正洞的回风巷必须立即在第一个横通道内设置两道风门以备消除短路风；在第三个横通道与正洞贯通后，必须立即在第二个横通道内设置两道风门封闭（第一个横通道内拆除