的瓦斯浓度，取O。
[0031 ] M Qi= 2X1.6/0.003 = 1067m 3/minD2按洞内允许最小风速采用公式:Q2=60vA (m3/min)
式中:v—洞内最小允许风速,取0.25m/s ；
A—开挖断面积，取30 m2 ο
[0032]则Q2 = 60 X 0.25 X 30=450 m 3/min
D3按洞内同一时间最多工作人员数量计算每人供应新鲜空气3m3/min。
[0033]采用公式:Q3=3XN
式中:N—洞内同时工作的最多人数，取60人。
[0034]则Q3= 3X60=180 m3/min D4稀释洞内爆破炮烟时间计算
考虑到放炮后的瞬间工作面附近一段距离内即已充满了炮烟(这段距离即炮烟抛掷长度10)，在炮烟抛掷长度内已存在空气参与稀释炮烟，因此在计算工作面所需风量时采用公式:Q4= (5Gb-Al0) /t
式中:A—开挖断面积，取30 m2；
t一通风时间，取30min ；
G—同时爆破的炸药量，取144Kg ； b—炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取40m3/Kg ；
I。一炮烟抛掷长度，10 = 15+G/5，取44m。
[0035]Q4= (5X144X40-30X44)+30=916 m3/min 05按稀释内燃机废气计算
按稀释内燃机废气计算风量根据装碴作业工序中内燃设备分布:
工作面按4台自卸车(150 KW)配置，2台满载，负荷率0.75，空载2台，负荷率0.3 ;装载机(140KW) I台，负荷率I ;挖掘机(120KW) I台，负荷率I。
[0036]采用公Κ%=3.ΣΝ N—每种内燃机的额定功率；
ΣN—洞内同时工作的内燃设备的总功率；
注意:此公式按3m3/ (min.Kff)供风。
[0037]计算得
单线隧道 Q5= 3 X 2 X 150 X 0.75 + 3 X 2 X 150 X 0.3+140 X 3+3 X 120 = 1725m 3/minD6计算结果取值
以上计算结果取最大值作为设计通风量，通过Q1、Q2、Q3、Q4、Q5比较，工作面风量取Q=Q 5=1725m3/min0
[0038]E、通风设备选择 El通风机4的供风量
通过第5节计算，无轨运输作业时，通风机4的供风量由稀释内燃设备尾气所需风量控制，在严格控制管道漏风的情况下，此风量也能满足排除炮烟、稀释涌出瓦斯的要求。此时验算漏风按稀释内燃设备尾气所需风量计算。
[0039]采用大风量供风机4，软皮质风管，管路直径1.Sm，每百米漏风率可以控制在1%以内。
[0040]隧道供风量:Q修=P.Q
[0041]代入相关数据，得出所需风机4供风量:
Q 修=((1-0.01) ~ (-4475 + 100) ) X 1725=2705m3/min
E2局部阻力
h^nCgV
式中:n—风管2转弯次数；
C一转弯阻力次数，取0.04 ； g一重力加速度，g=9.81m/s2；
V一转弯风速，取0.4m/s ο
[0042]考虑风筒最多三次拐弯，则风筒局部阻力为^=3X0.04X9.81X0.40=473 (pa) E3管道沿程摩擦风阻 Rf=6.5 a L/d5
式中:α—管道摩擦阻力系数，取2X10-3 Kg /m3；
L一通风管2长度，取4475m; d—管道直径m，取1.8m。
[0043]则Rf=6.5X2X10-3X4475 + 1.85=3.079E4沿程阻力损失计算
管道风量取风机4风量与工作面风量的几何平均值:Q〒= (QXQ修)1/2 沿程阻力损失:h2=RfQ平式中:Rf—管道沿程摩擦风阻；
Qfti 一风机4风量；
Q一工作面风量；
一计算几何平均风量。
[0044]M h2=3.079X (2705X 1725) 1/2=3990 (pa)
E5阻力合计
h= Ii1+ h2=473+3990=4436 (pa)
F、通风机4选型
通风机4型号的选择主要考虑以下三个条件:
(1)通风机4送出风量不能小于理论计算风量；
(2)通风机4直径与选取通风管2直径不能差别太大；
(3 )风机4全压值术管道总阻力。
[0045]根据计算数据，为确保满足计算结果，确保通风效果，保安营隧道1#斜井工区施工两个阶段主要通风设备配备如下:
斜井施工阶段:主通风机4采用山西侯马SDF(B)型轴流式通风机41台，通风机4参数为:规格型号:SDF (B)-Nol1.5，风量 1171 ?2285 m3/min，风压 727 ?4629Pa，转速:1480r/min,配用电机功率(75X 2) KW。风带直径选用1800mm软皮质风管。
[0046]正洞施工阶段:主通风机4采用山西侯马SDF(B)型轴流式通风机41台，通风机4参数为:规格型号:SDF(B)-Nol3，风量1695?3300 m3/min，风压930?5920Pa，转速:1480r/min,配用电机功率(185X 2) KW，风带直径选用1800mm软皮质风管。斜井交叉口处通风机4采用SSF型射流风机52台，通风机4参数为:机号:14，级数:6?，风量50 m3/s，配用电机功率45KW，风带直径选用1800mm软皮质风管。
[0047]G、通风方案实施 Gl安装风机4
洞外风机4安装位置距洞口为15m，支架稳固结实，保证风管2、风机4在同一直线上。风机4位于洞口外上风向位置，避免洞内压出废气循环进入风机4形成二次污染。
[0048]风机4出口设置加强型柔性或变径管与风管2连接，风机4和风管2接口处法兰间加密封垫，使其结构更稳固，使用寿命更长。
[0049]G2安装风管2
通风管2挂于隧道顶部，进入正洞后挂于衬砌边墙上，距底板5m的位置。作业时先算出风管2位置，风枪打眼后安装膨胀式挂钩。再将Φ8_钢丝绳吊挂线拉直拉紧，然后吊线挂上风管2，这样可使风管2安装达到平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。
[0050]通风管2末端管口距离工作面的距离，要在保证能将风送到工作面保证通风的基础上，同时保证风管2不被爆破飞石损坏；
G3正洞施工通风
G3.1斜井进入正洞分两个工作面施工时，当一个工作面爆破后需要集中通风时可将另一个工作面的风管2在正洞交叉口的位置用绳索8锁紧，减少通风量，以增加爆破后的工作面的通风量。如图3所示:
G3.2考虑隧道内施工温度过高问题，并结合攀枝花本地9月至次年5月气候干燥情况，采用在通风机4出风口位置增加高压水喷头，利用通风机4的风压使高压水雾化，送入隧道内工作面，使工作面温度、湿度相对适宜。
[0051]G3.3防漏降阻，防止漏风和降低风阻是提高风机4利用效率，实现长距离通风的技术关键。
[0052](I)选择质量好，不易损坏，内壁光洁度高，摩擦阻力小，且能抗燃、防水、老化期长的风管2，加工方法力求简单多样，既能缝纫法加工，也能采用热塑法或焊接加工。
[0053](2)加大风管2节长，可以减少接头个数，有效减少接头漏风和减小风阻。且节约成本。
【主权项】
1.一种小断面隧道独头长距离通风施工方法，其步骤为: 分析污染源以及确定通风标准； 设计通风系统； 隧道通风参数计算，选定风机，实施方案； 其特征在于，所述通风系统具体为，在正洞施工期间，在斜井外洞口设置风机，采用压入式通风方式，风管伸入正洞，并向正洞两个工作面前进方向支出，在斜井内洞口两侧设置射流风机，其射流方向均朝向斜井内洞口。
2.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，斜井施工期间，在斜井外洞口设置风机，采用压入式通风方式，风管伸入斜井底部。
3.根据权利要求2所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，斜井外洞口的风机安装位置距外洞口为15-20m，该风机位于外洞口外上风向位置。
4.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，所述风管的出风口距工作面距离< 20m，且大于等于10m。
5.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，风机出风口位置设置高压水喷头，利用通风机的风压使高压水雾化，送入隧道内工作面。
6.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，风管挂于斜井顶部，进入正洞后挂于衬砌边墙上，距底板5m的位置。
7.根据权利要求6所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，所述风管挂于钢丝绳吊挂线上，所述钢丝绳吊挂线通过膨胀式挂钩挂于设计位置。
8.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，当一个工作面爆破后需要集中通风时，将另一个工作面的风管在正洞交叉口的位置用绳索锁紧。
9.根据权利要求1所述的小断面隧道独头长距离通风施工方法，其特征在于，步骤A中，断面开挖时风速不小于0.25m/s，供风量保证每人供应新鲜空气不小于3m3/min。
【专利摘要】本发明涉及小断面隧道独头长距离通风领域，特别涉及一种小断面隧道独头长距离通风施工方法，其步骤为：A，分析污染源以及确定通风标准；B，设计通风系统；C，隧道通风参数计算，选定风机，实施方案；通风系统具体为，在正洞施工期间，在斜井外洞口设置风机，采用压入式通风方式，风管伸入正洞，并向正洞两个工作面前进方向支出，在斜井内洞口两侧设置射流风机，其射流方向均朝向斜井内洞口；本发明的目的在于提供一种通风效果良好，成本低，方便维修更换设备的小断面隧道独头长距离通风施工方法。
【IPC分类】E21F1-00, E21F1-08
【公开号】CN104612739
【申请号】CN201410708745
【发明人】刘海涛, 田宝华, 陈幼林, 张强, 闫宏斌, 闫辰骞, 霍莉
【申请人】中铁二十三局集团有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月28日