《隧道施工通风》PPT课件.ppt
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1、水电路桥内部讲座隧道施工通风主讲:主讲:张立坤张立坤 课程基本情况n n课程名称课程名称:隧道施工通风n n课课 时时:1小时n n授课对象授课对象:主要针对隧道或地下工程管理人员n n课程的地位、作用及任务:课程的地位、作用及任务:本课程是隧道施工安全管理的核心任务之一。我们可以通过本课程的学习,掌握隧道施工通风管理的基本理论和方法,包括施工通风设计,施工通风的实施,施工通风的注意事项等,具有从事一般性隧道施工通风管理工作的能力。n n参考教材:参考教材:隧道施工高瓦斯防治指南,张立坤,马福民,高峰,人民交通出版社,第1版.n n本课程基本内容:了解隧道施工通风的基础知识;掌握施工通风的设计
2、内容和计算;掌握施工通风的实施要点,解决实际问题;熟悉施工通风的相关规定;施工通风应用实例。第一课隧道施工通风的基础知识一、一、隧道通风的原因和目的隧道通风的原因和目的 二、二、隧道施工通风的方式方法隧道施工通风的方式方法 三、三、通风设施通风设施 四、四、通风网路通风网路 五、五、通风法处理瓦斯超标通风法处理瓦斯超标一、隧道通风的原因和目的1 1、原因有四、原因有四:有毒有害气体有毒有害气体污染污染作业条件作业条件变化变化固体颗粒固体颗粒危害危害氧气浓度氧气浓度降低降低通风原因通风原因2、目的有四:return1 1)、供给氧气;)、供给氧气;2 2)、稀释污浊气体和固体颗粒浓度;)、稀释污
3、浊气体和固体颗粒浓度;3 3)、调节温度、湿度;)、调节温度、湿度;4 4)、改善作业环境。)、改善作业环境。二、通风的方式方法1 1、通风方式:、通风方式:2 2)、根据供风范围分:全风压通风和局部通风;)、根据供风范围分:全风压通风和局部通风;1 1)、根据风井的布置分:中央式、对角式、混合式;)、根据风井的布置分:中央式、对角式、混合式;3 3)、根据风流通过的路径分:巷道式、斜井式和竖井式。)、根据风流通过的路径分:巷道式、斜井式和竖井式。2、通风方法自然通风:自然通风:return煤矿安全规程煤矿安全规程不允许;不允许;公路隧道施工技术规范公路隧道施工技术规范独头掘进独头掘进1501
4、50米;米;目前没有可靠的计算容许长度。目前没有可靠的计算容许长度。机械通风:目前常用三种。机械通风:目前常用三种。return抽出式抽出式抽出式通风特点:无需设置风门;无需设置风门;便于运输、行人;便于运输、行人;易于通风管理;易于通风管理;安全性差;安全性差;通风距离短。通风距离短。return压入式压入式压入式通风特点:风流直接清洗工作面;风流直接清洗工作面;安全性好;安全性好;阻力小;阻力小;通风距离长;通风距离长;初期投入少;初期投入少;易漏风;易漏风;管理困难;管理困难;污染环境;污染环境;排烟时间长。排烟时间长。return混合式混合式混合式通风特点:通风能力强,效果佳;通风能力
5、强,效果佳;作业环境好;作业环境好;设备多,管理困难。设备多,管理困难。对于含有瓦斯隧道通风方法:特别是特别是高瓦斯高瓦斯隧道只能采用隧道只能采用压入式压入式通风。通风。三、通风设施主要设施:主要设施:风筒;风筒;风机;风机;局扇。局扇。附属设施:附属设施:电线电缆;电线电缆;插座;插座;开关开关-高瓦斯隧道对通风设施要求:(1 1)、导风筒具有阻燃、抗静电、风阻小、漏风率低、强)、导风筒具有阻燃、抗静电、风阻小、漏风率低、强度高特点;度高特点;(2 2)、压入式风筒口到工作面的距离不大于)、压入式风筒口到工作面的距离不大于1515米,并保证米,并保证工作面有足够的风量;工作面有足够的风量;(
6、3 3)、风筒规格一致,环环必挂,逢漏必补;)、风筒规格一致,环环必挂,逢漏必补;(4 4)、通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用)、通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电;线路)供电;高瓦斯隧道对通风设施要求:(5 5)、严禁使用三台及以上风机同时向一个工作面供风,也不)、严禁使用三台及以上风机同时向一个工作面供风,也不)、严禁使用三台及以上风机同时向一个工作面供风,也不)、严禁使用三台及以上风机同时向一个工作面供风,也不得使用一台风机同时向两个及以上作业面供风;主要通风机必得使用一台风机同时向两个及以上作业面供风;主要通风机必得使用一台风机同时向两个及以上作业面供风
7、;主要通风机必得使用一台风机同时向两个及以上作业面供风;主要通风机必须装置两套同等能力的通风机和电动机,一套作为备用;须装置两套同等能力的通风机和电动机,一套作为备用;须装置两套同等能力的通风机和电动机,一套作为备用;须装置两套同等能力的通风机和电动机,一套作为备用;(6 6)、供风点必须实行风电闭锁,保证停风后电源切断;)、供风点必须实行风电闭锁,保证停风后电源切断;)、供风点必须实行风电闭锁,保证停风后电源切断;)、供风点必须实行风电闭锁,保证停风后电源切断;(7 7)、新安装的主要通风机在投入使用前,必须进行一次通风)、新安装的主要通风机在投入使用前,必须进行一次通风)、新安装的主要通风
8、机在投入使用前,必须进行一次通风)、新安装的主要通风机在投入使用前,必须进行一次通风机性能测定和试运转工作,各项指标达到要求方可投入使用,机性能测定和试运转工作,各项指标达到要求方可投入使用,机性能测定和试运转工作,各项指标达到要求方可投入使用,机性能测定和试运转工作,各项指标达到要求方可投入使用,以后每以后每以后每以后每5 5年至少进行一次性能测定;年至少进行一次性能测定;年至少进行一次性能测定;年至少进行一次性能测定;(8 8)、所有洞内设备设施必须采用防爆式或经过防爆改装。)、所有洞内设备设施必须采用防爆式或经过防爆改装。)、所有洞内设备设施必须采用防爆式或经过防爆改装。)、所有洞内设备
9、设施必须采用防爆式或经过防爆改装。(1 1)、通风机的技术管理)、通风机的技术管理通风机的技术管理除了满足本节所叙述的对设备的要通风机的技术管理除了满足本节所叙述的对设备的要求外,还应该加强对风机的检查和维修,严格执行通求外,还应该加强对风机的检查和维修,严格执行通风机的安装、开停等管理制度,保证通风机正常运转。风机的安装、开停等管理制度,保证通风机正常运转。通风技术管理(2 2)、导风筒的技术管理)、导风筒的技术管理导风筒的技术管理主要从减少漏风和降低风筒阻力两导风筒的技术管理主要从减少漏风和降低风筒阻力两方面加强管理。减少漏风可以通过减小接头数、改进方面加强管理。减少漏风可以通过减小接头数
10、、改进接头方法、减少针眼漏风、防止破口漏风等措施实现。接头方法、减少针眼漏风、防止破口漏风等措施实现。要实现降低风筒阻力要求:风筒吊环逢环必挂,缺环要实现降低风筒阻力要求:风筒吊环逢环必挂,缺环必补;拐弯处应使用圆缓硬质弯头;风筒避免积水等。必补;拐弯处应使用圆缓硬质弯头;风筒避免积水等。风流按照生产要求在巷道内流动时,风流分支、风流按照生产要求在巷道内流动时,风流分支、汇合的结构形式,叫汇合的结构形式,叫通风网路通风网路。四、通风网路类型有三种:串联网路、并联网路和角联网路。类型有三种:串联网路、并联网路和角联网路。并联通风网路通过隧道通风通过隧道通风,达到吹散瓦斯达到吹散瓦斯,降低空气中瓦
11、斯浓度降低空气中瓦斯浓度,防止瓦斯事故发生的目的。防止瓦斯事故发生的目的。五、通风法处理瓦斯超标类型有七种:类型有七种:风障引导法风障引导法;风筒导排风流法风筒导排风流法;风压调节法风压调节法;调整通风方式法调整通风方式法;风简分支排放法风简分支排放法;加大风量法加大风量法;改变通风方式改变通风方式。各种处理方法实用部位部位方法探孔内掌子面拱顶及塌方产生的空腔内其它区域通风法置换法隔绝法钻孔法第二课施工通风设计一、一、设计设计的原则和依据的原则和依据 二、二、确定确定通风方式方法通风方式方法 三、三、通风量计算通风量计算 四、四、风压计算风压计算 五、五、测风站设置测风站设置六、六、选择通风设
12、施选择通风设施原则:原则:一、原则和依据安全第一,预防为主的原则安全第一,预防为主的原则;经济适用原则。经济适用原则。依据:依据:法定;法定;约定。约定。开挖的方式、方法;开挖的方式、方法;二、确定通风方式方法运输的方式、方法;运输的方式、方法;可利用的坑道;可利用的坑道;机车尾气影响部位和范围;机车尾气影响部位和范围;设备条件。设备条件。煤矿矿井风量计算方法煤矿矿井风量计算方法(MT/T634-1996MT/T634-1996)八种)八种三、计算通风量1 1、按隧道内同时工作最多人数计算风量。以、按隧道内同时工作最多人数计算风量。以每人每分钟供给新鲜空气量每人每分钟供给新鲜空气量3m33m3
13、,计算公式,计算公式Q3*N(m3/min)Q3*N(m3/min)(5-15-1)式中式中QQ计算风量计算风量(m3/min)(m3/min);NN隧道内同时工作最多人数。隧道内同时工作最多人数。实际应用中应考虑空气备用系数,一般实际应用中应考虑空气备用系数,一般按按25%25%考虑,公式考虑,公式5-15-1可以修改为可以修改为Q3(m3/min)*N*fQ3(m3/min)*N*f(5-25-2)式中式中ff空气储备系数取空气储备系数取1.251.25。2 2、按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算、按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算风量。按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的风量。按每公斤炸
14、药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为新鲜风量为500m3500m3计算,计算公式如下:计算,计算公式如下:(5-35-3)式中式中AA工作面一次爆破所用的最大炸药量,工作面一次爆破所用的最大炸药量,kgkg;tt爆破后稀释炮烟的通风时间,爆破后稀释炮烟的通风时间,minmin,一般取,一般取202030min30min。3 3、按隧道内同时各工作面瓦斯涌出量计算风、按隧道内同时各工作面瓦斯涌出量计算风量。计算公式为量。计算公式为Q100qikifQ100qikif(5-45-4)式中式中Q Q、ff同公式(同公式(5-25-2););qiqi第第i i个工作面瓦斯平均绝对涌出量,个工作面瓦斯平均绝
15、对涌出量,m3m3minmin。可根据。可根据该工作面的煤层埋藏条件、地质条件、开采方法、瓦斯含量、该工作面的煤层埋藏条件、地质条件、开采方法、瓦斯含量、瓦斯来源等因素进行计算。可按条件相似的工作面推算;瓦斯来源等因素进行计算。可按条件相似的工作面推算;kiki第第i i个工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,它是个工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比(该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比(通常机械开通常机械开挖可选取:挖可选取:1.21.61.21.6;爆破开挖取;爆破开挖取1.42.01.42.0)。)。4 4、按瓦斯隧道所需的风速、按
16、瓦斯隧道所需的风速(最小风速取最小风速取0.25m/s0.25m/s,最大风速取,最大风速取6m/s)6m/s)计算风量。公式表计算风量。公式表示为示为606SQ600.25S606SQ600.25S(5-55-5)式中式中 QQ同公式(同公式(5-25-2););SS工作面的净断面积,工作面的净断面积,m2m2。5 5、按爆破后稀释、按爆破后稀释COCO至许可最高浓度计算。公式至许可最高浓度计算。公式表示为表示为(5-6)(5-6)式中:式中:QQ同公式(同公式(5-25-2););Q QCOCOCOCO实测浓度;实测浓度;qCOqCO容许浓度,容许浓度,ppm,ppm,取取150150;P
17、 P0 0标准大气压,取标准大气压,取101.325101.325;PP隧道实测气压;隧道实测气压;T T0 0标准气温,取标准气温,取273273;TT实测气温。实测气温。6 6、按压入式通风、按压入式通风3030分钟内将齐头工作面爆破产分钟内将齐头工作面爆破产生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算。公式同生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算。公式同(5-65-6)。)。7 7、按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至、按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至许可浓度计算。公式表示为许可浓度计算。公式表示为Q4.5WQ4.5W(5-75-7)式中式中QQ同公式(同公式(5-25-2););4.54.5最小
18、供风量,最小供风量,m3/minm3/min;WW内燃机功率,内燃机功率,KWKW。8 8、根据开挖形式取不同风速,计算风量。计、根据开挖形式取不同风速,计算风量。计算公式同(算公式同(5-55-5)。)。全断面开挖时,风速取全断面开挖时,风速取0.15m/s0.15m/s,导洞内风速取导洞内风速取0.25m/s0.25m/s,上限为,上限为6m/s6m/s。return按八种计算方法中的按八种计算方法中的最大最大者作为设计风量,同者作为设计风量,同时考虑漏风影响系数和通风阻力计算出通风量,作时考虑漏风影响系数和通风阻力计算出通风量,作为选择风机性能的依据。为选择风机性能的依据。漏风影响系数可
19、以参照类漏风影响系数可以参照类似的地质条件和拟选用的风管材料根据经验选取;似的地质条件和拟选用的风管材料根据经验选取;通风阻力要考虑风管长度、风管摩阻系数、坑壁阻通风阻力要考虑风管长度、风管摩阻系数、坑壁阻力、对流风的影响。力、对流风的影响。从理论上讲,系统需供风压最小能克服通风阻力从理论上讲,系统需供风压最小能克服通风阻力,所以计算出通风阻力就可知系统风压。系统阻力包括所以计算出通风阻力就可知系统风压。系统阻力包括摩擦阻力、局部阻力和正面阻力,局部阻力和正面阻摩擦阻力、局部阻力和正面阻力,局部阻力和正面阻力一般都取摩擦阻力的。因此,只需要计算出摩擦阻力一般都取摩擦阻力的。因此,只需要计算出摩
20、擦阻力就可以了。力就可以了。四、风压计算return管道摩擦阻力:管道摩擦阻力:其中其中H H摩摩管道摩擦阻力管道摩擦阻力,pa;,pa;管道固有阻力系数管道固有阻力系数;管道摩阻系数,查产品说明书得;管道摩阻系数,查产品说明书得;气体密度气体密度,kg/m3(,kg/m3(空气空气2020取取1.2);1.2);LL供风距离,供风距离,mm;DD风管直径风管直径,m,m;vv平均风速平均风速,m/s,m/s。QmQm通风管进口风量,通风管进口风量,m3/sm3/s;Q0Q0通风管出口风量,通风管出口风量,m3/sm3/s。11、测风站设置在平直的巷道中,其前后各、测风站设置在平直的巷道中,其
21、前后各1010米米范围内不得有障碍物和拐弯等局部阻力;范围内不得有障碍物和拐弯等局部阻力;五、测风站的设置2 2、若测风站位于巷道断面不规整处,其四壁应用木、若测风站位于巷道断面不规整处,其四壁应用木板或其他材料衬壁呈固定形状,长度不得小于板或其他材料衬壁呈固定形状,长度不得小于4 4米;米;3 3、测风站内应悬挂测风记录板,记录板上记明测风、测风站内应悬挂测风记录板,记录板上记明测风站的断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、站的断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。根据计算的根据计算的供风
22、量供风量选择选择通风机通风机的功率,同时考虑的功率,同时考虑空气流动性能、效率、节省能量、噪音、结构、方便空气流动性能、效率、节省能量、噪音、结构、方便安装安装等因素;并且在横通道、转角加宽段等部位增加等因素;并且在横通道、转角加宽段等部位增加相应数量的局部风扇。根据计算的系统所需相应数量的局部风扇。根据计算的系统所需风压风压选用选用风管风管,同时考虑风管的,同时考虑风管的抗拉强度、伸长率、接头方式、抗拉强度、伸长率、接头方式、方便安装使用、重量、径向变形方便安装使用、重量、径向变形等多种因素。等多种因素。六、选择通风设施风机型号的选择按以下三个条件选定:风机型号的选择按以下三个条件选定:通风
23、机产生通风机产生的风量不能小于理论计算风量;的风量不能小于理论计算风量;通风机直径不能与通风机直径不能与选取通风管直径相差太大;选取通风管直径相差太大;风机全压值风机全压值 管道总阻管道总阻力(工作风压)。力(工作风压)。第三节实施通风一、一、通风通风的准备的准备 to二、二、调试、试运行调试、试运行 三、实施通风四、通风管理一、通风的准备1 1、成成立立施施工工通通风风组组织织机机构构。组组织织机机构构由由管管理理层层领领导导主主抓抓,保保证证技技术术、安安全全、物物资资、财财务务、协调等支持,使通风顺利实施。协调等支持,使通风顺利实施。return2 2、培培训训。通通风风工工、供供配配电
24、电电电工工、通通风风检检测测工工、风风机机司司机机等等必必须须通通过过培培训训,技技能能考考核核合合格格,持证方可上岗。持证方可上岗。3 3、布布设设通通风风设设施施。通通风风设设施施布布置置要要根根据据其其作作用用、通通风风方方法法、供供电电方方式式等等选选择择布布设设,同同时时要考虑方便施工运输、开挖、爆破等作业。要考虑方便施工运输、开挖、爆破等作业。二、调试、试运行1 1、电电路路检检查查。对对配配电电室室、接接地地线线、电电键键接接触触、漏漏电电保保护护、警警示示物物等等满满足足施施工工现现场场临临时时用用电电安安全全技技术术规范规范(JGJ46-2005JGJ46-2005)。)。r
25、eturn2 2、通电调试、试运行通电调试、试运行。连通电源,检测风机出风口风。连通电源,检测风机出风口风速、风压是否达到设计标准要求;调换风速档位,每速、风压是否达到设计标准要求;调换风速档位,每个档位都分别测风。若测定的的结果不满足设计要求,个档位都分别测风。若测定的的结果不满足设计要求,首先检查电源功率是否满足、电压是否稳定、电阻是首先检查电源功率是否满足、电压是否稳定、电阻是否过大等电源因素而采取调整措施;其次检查风机是否过大等电源因素而采取调整措施;其次检查风机是否有损伤或非正常的故障(厂商专业技术人员实施检否有损伤或非正常的故障(厂商专业技术人员实施检查),从而采取维修、更换等措施
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