#/142.通風(fēng)計(jì)算【 2009-6-10】根據(jù)隧規(guī)及其條文說明 ,風(fēng)量計(jì)算主要從四個方面予以考慮 ,即按洞內(nèi)最多工作人員數(shù)所需地新鮮空氣 ,計(jì)算出所需風(fēng)量 Q1；按在規(guī)定時間內(nèi) ,稀釋一次性爆破使用最多炸藥量所產(chǎn)生地有害氣體到允許地濃度 ,計(jì)算出所需風(fēng)量 Q2；根據(jù)不同地施工方法 ,按坑道內(nèi)規(guī)定地最小風(fēng)速 ,計(jì)算出所需風(fēng)量 Q3；當(dāng)隧道內(nèi)采用內(nèi)燃機(jī)械施工時 ,還須按內(nèi)燃設(shè)備地總功率（ kw）,計(jì)算出所需風(fēng)量 Q4；通過上述計(jì)算 ,取Qmax=Max（Q1,Q2,Q3,Q4）,再考慮風(fēng)管地?fù)p失率（百 M漏風(fēng)率B）,即確定洞內(nèi)所需地總供風(fēng)量Q機(jī)，從而確定風(fēng)機(jī)地功率和風(fēng)管地直徑.（1）計(jì)算參數(shù)地確定一次開挖斷面： S=80m2（全斷面）一次爆破耗藥量： G=288kg（一次開挖長度 4.2m）通風(fēng)距離： L=2800m洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)： m=60人爆破后通風(fēng)排煙時間：tw30min通風(fēng)管直徑：（|）=1800mm管道百M(fèi)漏風(fēng)率：戶1.5%（2）風(fēng)量計(jì)算①按洞內(nèi)最多工作人員數(shù)所需地新鮮空氣 ,計(jì)算：Qi=3km=3X1.25X60=225 （m3/min）式中3—隧規(guī)規(guī)定每人每分鐘需供應(yīng)新鮮空氣標(biāo)準(zhǔn)為3m3/mink—風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.15?1.25，按1.25取值m—同一時間洞內(nèi)工作最多人數(shù) ,按60人計(jì)②按全斷面開挖 ,30分鐘內(nèi)稀釋一次性爆破使用最多炸藥量所產(chǎn)生地有害氣體到允許地濃度 ,計(jì)算：Q2=V1—(KV1t+1/V2)"t=V1[1—(kxv“V2)"t]=551m3/min式中 V1——次爆破產(chǎn)生地炮煙體積V1=SXLs=80x72.6=5808m3S—一次開挖地斷面面積，按80m2Ls－炮煙拋擲長度,按經(jīng)驗(yàn)公式Ls=15+G/5=15+288/5=72.6mG—同時爆破地炸藥消耗量，G=288kgV2——次爆破產(chǎn)生地有害氣體體積V2=aG=40X10-3X288=11.52m3a— 單位重炸藥爆破產(chǎn)生地有害氣體換算成 CO地體積,40L/kgK-CO允許濃度，取100ppm,換算為1X10-4m3t— 通風(fēng)時間 ,取30min③按洞內(nèi)允許最低風(fēng)速 ,計(jì)算：Q3=60VS=60X0.15X80=720m3/min式中V—洞內(nèi)允許最小風(fēng)速 ,隧規(guī)規(guī)定全斷面開挖時取值0.15m/sS— 開挖斷面積 ,80m260—min和s換算常數(shù)④按稀釋內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算風(fēng)量:考慮在洞內(nèi)同時有2臺ZL50D型裝載機(jī)（功率158kw）和3輛T815自卸車（功率210kw）作業(yè),總功率736kw,取機(jī)械設(shè)備地平均利用率為70%,按隧規(guī)1kw需供風(fēng)量不小于3m3/min,算得：Q4=946X0.70X3=1546m3/min【機(jī)械功率參考表】名稱型號單位功率備注裝我機(jī)柳工ZL50D臺158kw柳工ZL50臺154kw柳工CLG888臺231kw徐工ZL50G臺162kw徐工LW420F臺128kw自卸車卡瑪斯55111臺162kw北方奔馳ND3310D29臺213kw斯太爾T815臺210kw東風(fēng)140臺103kw140馬力東風(fēng)145臺118kw160馬力東風(fēng)3208臺210kw設(shè)備供風(fēng)能力取 Qmax=Max(Q1,Q2,Q3,Q4)=1546m3/min.對于長大隧道 ,管道地漏風(fēng)現(xiàn)象造成入口處與出口處地風(fēng)量差別很大，按百M(fèi)漏風(fēng)率(取片1.5%)計(jì)算洞口風(fēng)機(jī)風(fēng)量：Q機(jī)=Qmax/(1- p)L/100=1546/(1 —1.5%)2800/100=2360m3/min.【注1：先計(jì)算漏風(fēng)系數(shù) p=1/(1- B)L/100=1/(1-28001.3/100)=1.53,也可.]【注2:若(3=2.0%,貝UQ機(jī)=2722pa;若(3=2.5%,貝UQ機(jī)二3141pa;這兩個計(jì)算結(jié)果都沒有上述可行，但國內(nèi)地風(fēng)管(3=1.5?2.5%.以資比較 .】【注3：若裝載機(jī) 2臺自卸車 3臺時,總功率946kw,Qmax=1987m3/min,則Q機(jī)=3033m3/min;若[3=2.0%,則Q機(jī)=3498pa;若B=2.5%,則Q機(jī)=4037pa.以資比較 .】(3)風(fēng)壓計(jì)算通風(fēng)機(jī)應(yīng)有足夠地風(fēng)壓以克服管道系統(tǒng)阻力，即h>h阻，按下式計(jì)算：h阻=*h動+*h沿+2h局=4971pa其中：①管口動壓h動一般可考慮為50pa.②沿程壓力損失計(jì)算：hy&=%卜UpQmax2g/s3=4474pa;式中 ％—風(fēng)管摩擦阻力系數(shù)，取％=3x10-4kg.s2/m3l－風(fēng)管長度 ,取2800mU一風(fēng)管周邊長，兀D=5.652mp—漏風(fēng)系數(shù)，P=1/(1-B)L/100=1.4425,p=1.3%Qmax－計(jì)算掌子面所需風(fēng)量 ,1987m3/min并折合成 33.12m3/sg－重力加速度 ,取9.8m/s2S一風(fēng)管截面積，兀D2/4=2.5434m2;D—風(fēng)管直徑1.8m【注：若采用直徑 1.6m地風(fēng)管 ,則h沿=8058pa,沒有上述可行 .】③局部壓力損失 ,按沿程壓力損失地 10%進(jìn)行估算：h局二八沿Xl0%=447.4pa【直線隧道風(fēng)流不轉(zhuǎn)彎 ,風(fēng)管斷面不變化時 ,可不予考慮 ,即 h局=0pa.】.施工通風(fēng)施工通風(fēng)方案：隧道進(jìn)出口 .斜井施工通風(fēng)主要采用長管路獨(dú)頭壓入式通風(fēng) ,由洞口回風(fēng) .通風(fēng)最長距離近 5073m.①通風(fēng)檢算選用SDF(c)-NO12.5型軸流風(fēng)機(jī)(風(fēng)量1550?2912m3/min,全壓1378?5355Pa,電機(jī)功率2X110KW)，射流風(fēng)機(jī)選用SLFJ-100型，電動機(jī)功率30KW;根據(jù)施工總體進(jìn)度安排及通風(fēng)系統(tǒng)布置，2#斜井施工壓入通風(fēng)距離最長 ,為5073m,如果此工作面通風(fēng)能滿足需要 ,則其余均能滿足 .通風(fēng)管使用 PVC拉鏈風(fēng)筒 ,節(jié)長 20m,平均百M(fèi)漏風(fēng)率0.67％,

接頭漏風(fēng)率0.179%,考慮通風(fēng)筒架設(shè)彎曲.個別破損等，取平均百M(fèi)漏風(fēng)率P100=1.2%,摩擦阻力系數(shù)a=1.4X10-3kg/m3全斷面開挖斷面積按一次爆破最大用藥量按全斷面開挖斷面積按一次爆破最大用藥量按洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)按爆破后計(jì)劃排煙時間按掌子面需風(fēng)量計(jì)算：正洞Amax=83m2正洞Gmax=176kg正洞60人t=30min.a.按洞內(nèi)允許最低風(fēng)速計(jì)算：Q1=VminXAmax式中：Vmin一保證洞內(nèi)穩(wěn)定風(fēng)流之最小風(fēng)速0.15m/sAmax一開挖最大斷面積Q1=0.15x83X60=747m3/minb.按洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)計(jì)算：Q2=3MK式中：M——洞內(nèi)同時最多作業(yè)人數(shù)K——風(fēng)量備用系數(shù) K=1.23——每人每分鐘所需新鮮空氣量（m3/人？分鐘）Q2=3x60X1.2=216m3/minc.按排除炮煙計(jì)：1-——p1100^100=12.5Gbk50731001-——p1100^100=12.5Gbk5073100=12.5=2.560.012176400.4832.562=642.253G（AL臨）2：b_2.253176835020.840

t\P2 301 2.562一淋水系數(shù)，沿干燥巖層掘進(jìn)地巷道取0.8;b——炸藥爆炸時有害氣體生成量，巖層中爆破取b=40;K——擴(kuò)散系數(shù)0.4;L———稀釋炮煙達(dá)到允許濃度所需隧道長度 （m）;L臨=15+G/5=15+176/5=50mp 風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù).通過Q1.Q2.Q3比較,最大需風(fēng)量為747m3/min.供風(fēng)計(jì)算：沿程風(fēng)壓損失：P?=RXQ機(jī)XQ需/3600=6.15X5824X747/3600=7432Pa式中：風(fēng)阻系數(shù)R=6.5xaXL/D5=6.5X1.4X10-3X5073/1.55=6.15Q機(jī)一一通風(fēng)機(jī)高效風(fēng)量5824m3/min（計(jì)劃2臺軸流風(fēng)機(jī)供應(yīng)一個正洞工作面）Q———掌子面需風(fēng)量747m3/minD 通風(fēng)管直徑1.5m通風(fēng)管出口風(fēng)量：Q出口=Q機(jī)-Q機(jī)XP100XL/100=5824-5824 X1.2%X5073/100=2279m3/min由以上結(jié)果可知,Q出口=2279>Q需=747m3/min,P損

二5716Pa<P全=10710Pa,亦即,通風(fēng)出口風(fēng)量大于掌子面需求風(fēng)量沿程風(fēng)壓損失均小于風(fēng)機(jī)全壓 ,故此種方式可滿足洞內(nèi)施工通風(fēng)需要每個隧道口配置兩組2xi10kw軸流風(fēng)機(jī),另正洞內(nèi)每隔500m配備1臺射流通風(fēng)機(jī)將廢氣往洞外吹，壓入式軸流風(fēng)機(jī)配風(fēng)管直徑為①1.5m.施工通風(fēng)計(jì)算前提設(shè)定參數(shù) :施工通風(fēng)計(jì)算前提設(shè)定參數(shù) :開挖斷面積一次開挖長度單位體積耗藥量一次爆破用藥量（全斷面開挖）臺階法施工洞內(nèi)同時工作地最多人數(shù)內(nèi)燃機(jī)功率計(jì)算爆破后通風(fēng)排煙時間通風(fēng)管直徑風(fēng)管百M(fèi)漏風(fēng)率漏風(fēng)系數(shù) P風(fēng)管內(nèi)摩阻系數(shù)風(fēng)量備用系數(shù)最小洞內(nèi)風(fēng)速則,全斷面開挖S=98.77m2（最大值計(jì)）L=3m（臺階法按1.5m計(jì)）0.71Kg/m3G=210kgG臺階=105kgm=60人4X173KWt=30min①1.50m8=1.3%1.050.019k=1.15V=0.15m/s炮煙拋擲長度LS=15+G/5=15+210/5=57m臺階法時炮煙拋擲長度 LS=15+G/5=15+105/5=36m2.2風(fēng)量計(jì)算隧道通風(fēng)機(jī)地選擇是根據(jù)能滿足洞內(nèi)各項(xiàng)作業(yè)所需要地最大風(fēng)量而定 .風(fēng)量按洞內(nèi)每人每分鐘供給新鮮空氣 3m3.采用內(nèi)燃機(jī)作業(yè)時,每1Km供風(fēng)量不小于 3m3/min及洞內(nèi)風(fēng)速不小于 0.15m/s分別計(jì)算 ,以確保作業(yè)區(qū)內(nèi)有足夠地新鮮空氣 ,來改善勞動條件 ,保障作業(yè)人員身體健康 .風(fēng)量計(jì)算從四個方面予以考慮 ,即按排除爆破炮煙計(jì)算得 Q1；按洞內(nèi)最多工作人員數(shù)計(jì)算得Q2;按洞內(nèi)要求最低風(fēng)速計(jì)算得Q3;按稀釋內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算得Q4.通過上述計(jì)算,取Q計(jì)=Max(Q1Q2Q3Q4)最大值 .排除炮眼需風(fēng)量Q1=V1-(KV1t+1 ??/V2)1/t=V1[1-(KV1/V2)1/t]=V1-—一次爆破產(chǎn)生地炮煙體積 V1=SXLs=V2--一次爆破產(chǎn)生地有害氣體 V2=aXG=k--允許濃度取 100ppm；a單位重炸藥爆破產(chǎn)生地有害氣體換算成地 CO體積取40X10-3m3/kg.其它公式參考值：t--通風(fēng)時間（ min）,擬 60分鐘；A--爆破耗藥量（ kg）,經(jīng)計(jì)算循環(huán)耗藥量為 210kg,因臺階法施工 ,取其一半 ,即105kg；-巷道斷面積 （m2）,榴桐寨隧道正洞最大斷面積為 98.77m2；L--巷道長度或臨界長度（ m）,按獨(dú)頭掘進(jìn)最長 5073m計(jì)；K--考慮淋水使炮煙降低地系數(shù)；使用水幕條件下 K=0.30；P--巷道計(jì)算長度范圍內(nèi)漏風(fēng)系數(shù) ,應(yīng)不大于 1%,新工藝取值0.5%.按洞內(nèi)同時工作地最多人數(shù) 60人計(jì)算風(fēng)量Q2=qmK式中Q 計(jì)算風(fēng)量（m3/min）q 洞內(nèi)每人每分鐘所需要新鮮空氣量 .（m3/min）規(guī)定按每人每分鐘 3m3計(jì)算.瓦斯隧道每人需要新鮮空氣標(biāo)準(zhǔn)采用 4.0m3/min,本隧可能有瓦斯溢出 ,故采用4.0m3/min標(biāo)準(zhǔn).M——洞內(nèi)同時工作地最多人數(shù),本隧擬采用“無軌運(yùn)輸高度機(jī)械化設(shè)備配置” .最多人數(shù)以 60人計(jì)算.K——風(fēng)量備用系數(shù)，取1.1?1.15按滿足洞內(nèi)允許最小風(fēng)速要求計(jì)算風(fēng)量Q3=60SV

式中S——巷道斷面積m2,本隧最大面積為83m2.V 允許最小風(fēng)速，全斷面開挖時應(yīng)不小于 0.15m/s,分部開挖地坑道不應(yīng)小于 0.25m/s,但均不應(yīng)大于 6m/s,瓦斯隧道施工通風(fēng)風(fēng)速不宜小于 1m/s.洞內(nèi)使用內(nèi)燃機(jī)械地通風(fēng)量：Q4=Q0X卯式中：Q0——隧道內(nèi)使用柴油設(shè)備地單位功率所需風(fēng)量指標(biāo),1kW單位通風(fēng)量宜不小于 3m3/min,采用3m3/min/kW地指標(biāo).所以： Q=Q0XIP=498X3=1494（m3/min）上述三者中取計(jì)算地最大通風(fēng)量 ,則無軌運(yùn)輸方案中通風(fēng)量按最大值Q=1494（m3/min）設(shè)計(jì).川一一同時在洞內(nèi)作業(yè)地各種柴油機(jī)功率總和 ，如下表所示；設(shè)備名稱 功率（ kW）數(shù)量備注1臺 銑挖機(jī)工作時1臺 裝載機(jī)工作時1臺 挖掘機(jī)工作時,1臺 銑挖機(jī)工作時1臺 裝載機(jī)工作時1臺 挖掘機(jī)工作時,裝載機(jī)及挖掘機(jī)不工,挖掘機(jī)及銑挖機(jī)不工,銑挖機(jī)及裝載機(jī)不工作裝載機(jī) 160作挖掘機(jī) 1604自卸汽車 118 2臺在洞內(nèi)保持工作狀態(tài)5其它輔助機(jī)械 100 1合計(jì)498漏風(fēng)計(jì)算：考慮漏風(fēng)而損失地風(fēng)量：Q需=PQ式中：P——漏風(fēng)系數(shù)；采用高頻熱塑焊接工藝加工地高強(qiáng) .低阻.阻燃地軟質(zhì)風(fēng)管采用加長地風(fēng)管節(jié) ,盡量減少接頭數(shù)量 ,接頭應(yīng)嚴(yán)密 ,每100m漏風(fēng)率不大于 1%.每20m一節(jié) ,單向共 285節(jié),接頭漏風(fēng)率取值為0.5%,則漏風(fēng)率為P=1+25X0.5%=1.125