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隧道施工通风技术.ppt

隧道施工通风技术

山jgs
2010-11-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《隧道施工通风技术ppt》,可适用于经济金融领域

隧道施工通风技术隧道施工通风技术xxxxxxxx内容提要内容提要一、国内隧道施工通风现状及存在问题二、隧道施工通风的任务和要求三、隧道施工通风的主要方式四、通风设计计算五、通风设计案例。一、国内隧道施工通风现状及存在问题一、国内隧道施工通风现状及存在问题国家相关规定要求越来越高对作业环境的要求与对安全、质量的要求同等重要构成了三位一体的体系隧道通风技术越来越专业化已经出现专门的隧道通风作业队伍提供通风设计、设备配套、通风检测、通风管理等分包业务施工单位对通风重视不足所具有的通风技术水平低下即使想搞好通风也只是有心无力通风管理工作由承担隧道开挖作业的民工队伍担当某种意义上成了应付检查的摆设对此项目部出了钱却没有办成任何事情最后还要承担由此带的后果。一、国内隧道施工通风现状及存在问题一、国内隧道施工通风现状及存在问题目的:针对上述存在的问题通过交流提高通风设计技术水平制定出经济合理的设计方案不管执行结果如何首先可以免去方案制定者的责任。其次如果方案有经济合理的前提才可以坚持按照方案去执行才可以从理论的角度去说服执行者。二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求、任务:给隧道内作业人员提供足够的新鲜空气稀释并排出各种有害气体和粉尘调节隧道内空气的温度、湿度创造良好的作业环境为保证安全、质量、进度奠定基础。二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求、隧道内有害气体的浓度要求:二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求、隧道气候条件要求:有研究表明当体温维持在℃~℃并保持平衡时人就会感觉到舒适。而保持平衡的条件是人体的生热和散热相同影响人体散热的主要因素是空气的温度、湿度、风速三者的综合状况。二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求温度隧道内最适宜作业人员的温度是℃~℃掌子面的温度不宜大于℃湿度空所相对湿度低于时水份蒸发过快会引起身体粘膜干裂空气相对湿度大于时水份蒸发困难使人烦闷比较舒适的湿度应是~左右二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求风速风速过高易致感冒尘土飞扬对作业人员的健康不利风速过低汗水不易蒸发易造成有害气体积聚不利洞内施工设备散热对安全生产不利隧道施工过程中空气温度、湿度、风速应调配得当以形成良好的施工气候条件。一般施工过程中湿度不易调节主要从温度、风速两方面进行调节即维持温度、风速有一个得当的对应关系。很多资料对此对应关系均有介绍此处不再赘述。二、隧道施工通风的任务和要求二、隧道施工通风的任务和要求、隧道内粉尘的含量要求:含游离的二氧化硅大于空气中粉尘含量不得大于mgm含游离的二氧化硅小于空气中粉尘含量不得大于mgm最优排尘风速:在产尘量一定的情况下当风速处于某一数值时(一般在~ms之间)作业点的粉尘浓度降低到最小值此时的风速即称为最优排尘风速。三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式分类如下:三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式压入式通风:说明:应用范围广目前国内隧道施工中依靠独头压入式通风在km独头掘进距离上依然可以保证隧道内的空气质量。三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式抽出式通风说明:抽出式通风依靠风机将洞内的污浊空气抽走洞内形成负压洞内外空气在压差的情况下产生流动。因为漏风的存在没有压入式通风效率高排污效果没有压入式通风好易造成洞内气压低空气质量差。三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式巷道式通风说明:在煤矿系统中应用较多要求有导坑、相邻隧道用作回风巷。通风所需能耗最小。三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式混合式通风三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式竖(斜)井通风三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式几种辅助通风措施:局扇:用于局部风流死角的空气混合使局部风速增加防止有害气体集聚。射流风机:克服局部风阻引导风流方向有局扇的部分功能。引射器水力引射器、空气引射器。高压风。三、隧道施工通风的主要方式三、隧道施工通风的主要方式引射器原理:压缩空气由进气管进入环形均压室以超音速从环隙喷出沿凸缘表面流动并在凸缘表面形成负压区使外界空气沿集风器流入与高速射流混合后通过扩散器进入风筒形成风流。空气引射器四、通风设计计算四、通风设计计算假设条件:假设空气无粘性假设空气不可压缩假设空气在隧道内流动是稳定流动通过三个假设就可以把隧道内的空气流动看成流体力学中所研究的理想不可压缩流体的稳定流动。可以采用流体力学的计算方法对隧道内的空气流动进行计算。经过实践验证上述假设对计算结果的准确性影响不大可以满足施工的要求。四、通风设计计算四、通风设计计算流动状态流体具有层流和紊流两种流动状态判定流动状态依据雷诺数Re当Re<时为层流当Re>时为紊流。四、通风设计计算四、通风设计计算风流的速度分布:平均风速:四、通风设计计算四、通风设计计算基本方程连续性方程:VAρ=VAρ已假设空气是不可压缩的则ρ=ρ所以Q=Q能量方程可见理想状态下没有任何能量损失但在实际情况下风管内壁、隧道洞壁粗糙会有能量损失。公式如下:由于隧道高差较小Z≈Z势能差可忽略管道内径变化不大时V≈V动能差可忽略所以:PP=h。说明隧道内的压降等于两点处的静压之差。通风机所提供的全压(动压、静压之和)大于h时即可实现风流。四、通风设计计算四、通风设计计算通风阻力沿程磨擦阻力(以下简称磨擦阻力)通过已有计算可知:在通风满足要求的情况下空气在风管中、隧道中的流动大都为紊流即雷诺数Re大于。磨擦阻力计算公式为达西公式。达西系数与雷诺数和管道内壁的粗糙度有关系目前只能通过试验的方法确定。h磨擦阻力Paλ达西系数无因次L管道长mD管道直径mρ流体密度kgmv管内平均流速ms。四、通风设计计算四、通风设计计算将代入达西公式得:上式说明在供风量确定的情况下通风磨擦阻力与管道长度成正比与管道半径(直径)的次方成反比。众所周知通风阻力×风量=消耗功率为了节能就要降低通风阻力而降低磨擦风阻最为有效的方式是加大风管直径。目前在长大隧道施工中多采用大直径风管但风管直径受到制造技术、隧道洞径、绕避模板台车、安装等一系列条件的限制往往不能过大眼下多为~米。目前隧道通风往往占用隧道施工用电的大部分通风耗电费用很高往往也是造成通风不良的主要原因。四、通风设计计算四、通风设计计算隧道中磨擦阻力的计算:对于隧道水力半径为AU当量直径为AU代入达西公式得:令α=λρ则α称为磨擦阻力系数它与达西系数成正比常见隧道的α可在资料中查得。四、通风设计计算四、通风设计计算各类巷道磨擦阻力系数表四、通风设计计算四、通风设计计算局部阻力实验表明局部阻力可以表示为动能的倍数即:式中ξ称为局部阻力系数。在紊流的状态下ξ值只取决于巷道的粗糙度及几何形状产生局部阻力的原因很复杂只有几种情况的局部阻力系数可用理论计算其余的只实测确定。常用的ξ可在资料中查表选取。四、通风设计计算四、通风设计计算光滑管道局部阻力系数四、通风设计计算四、通风设计计算交通通风阻力计算公式:ht交通通风阻力PaAm汽车等效阻抗面积mAr隧道净空断面积mVr隧道内设计风速ms。n隧道内与vr同向的车量数n隧道内与vr反向的车量数vt()与vr同向的车速vt()与vr反向的车速。根据以往算例在当前隧道施工中磨擦阻力、局部阻力及交通通风阻力三者比较磨擦阻力占隧道全部阻力的绝大部分局部阻力变化较大不可忽视交通通风阻力因行车速度低车流量少其值很小可忽略。四、通风设计计算四、通风设计计算需风量隧道施工中,掘进工作面所需的风量与施工方法、施工作业的机械配套条件关系很大且在一个作业循环中不同作业工序对风量的要求也有圈套差别。进行风量计算的目的是为正确选择通风设备和为设计通风系统提供依据。通风系统的供风能力应能满足工作面对风量的最大需求。掘进工作面所需风量可按下列方法计算并取其最大者作为供风标准。四、通风设计计算四、通风设计计算按排除炮烟计算风量压入式通风的风量计算方法一:Q工作面风量mmint通风时间minG同时爆炸的炸药量kgA掘进巷道的断面积mL巷道全长或临界长度mφ淋水系数查表选取b炸药爆炸时的有害气体生成量煤层中爆破取岩层中爆破取P风管漏风系数。长距离巷道掘进时炮烟在沿巷道流动过程中与巷道内的空气混合在未到达巷道出口时已被稀释到允许浓度从工作面至炮烟已稀释到允许浓度处的距离称为临界长度。在这种情况下公式中的L应用临界长度代入计算。四、通风设计计算四、通风设计计算临界长度计算公式:式中K为紊流扩散系数其余符号意义同前。四、通风设计计算四、通风设计计算漏风系数公式:式中p为百米漏风率由风管自身确定使用前要求厂家提供数据。目前一般在~之间百米漏风率越小系统工作效率越高。抽出式通风风量计算计算公式:式中符号意义同前。说明:以上公式只适用于爆破后立即开始通风的情况。否则由于炮烟不断向外扩散增大了炮烟区的容积上述计算的风量将偏小会延长通风排烟时间。四、通风设计计算四、通风设计计算混合式通风风量计算在混合式通风系统中使用台工作方式不同的通风机它们的风量应分别计算。压入式风机供到工作面的风量:式中:L抽出式风管口到工作面的距离m其余符号意义同前。抽出式风机从工作面抽走的风量:Q=QAv式中:v隧道内允许最低平均风速mmin。其它符号意义同前。四、通风设计计算四、通风设计计算按排出粉尘计算风量计算公式:Q=v·A式中:v排尘风速一般取ms。其它符号意义同前。按施工隧道内的最多人数计算风量计算公式:Q=N式中:N隧道内最多人数。为规范中规定每人每分钟消耗空气量按最低允许风速计算风量计算公式:Q=v·A式中:v允许最低风速ms。四、通风设计计算四、通风设计计算按瓦斯涌出量计算风量计算公式:按稀释和排除内燃机废气计算风量计算公式:QCH工作面瓦斯涌出量mminBC工作面允许瓦斯浓度取BPC送入工作面的风流中瓦斯的浓度K瓦斯涌出不均衡系数K=。k计算系数我国规定mminHPN某工区内柴油设备总台数Ni各台柴油设备的额定功率HP五、通风设计案例五、通风设计案例董家山隧道施工通风计算隧道施工通风技术隧道施工通风技术由于本人水平有限难免出现不足甚至错误之外请各位同仁批评指正。谢谢!

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