高家湾隧道瓦斯防治技术方案(编辑修改稿)

高家湾隧道瓦斯防治技术方案(编辑修改稿)内容摘要：

mg。 洞内气温小于 28 度。 （ 2）按洞内最小允许风速计算压入式风机风量： Q 小 =60 S V 小 =60 94 =1692m3/min。 式中： Q 小 按风速要求计算所需风量， m3/min S最大开挖断面积， m2 V 小 最小允许风速，参考《煤矿安全规程》，取 m/s 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 17 （ 3）按洞内最多同时作业人数计算压入式风机风量： Q 人 =4KN=4 80=4OOm3/min。 式中： K备用系数，取 N洞内最多同时作业人数，按 80 人计算 （ 4）按瓦斯涌出量计算压入式风机风量： Q 瓦 =QCH4*K/(BgBg0)=267m3/min。 式中： QCH4瓦斯涌出量， m3/min，按低瓦斯工区瓦斯涌出量上限。 Bg工作 面允许瓦斯浓度 ,取 %。 Bg0送入风中瓦斯浓度 ,取 0。 K瓦斯涌出不均匀系数 ,取。 （ 5）按稀释和排炮烟所需风量计算压入式风机风量 : Q 炮 =（ 3√ (A (S L )2 ) ） /t =｛ (100 (94 800) 2)1/3 }/30 =2150m3/min。 式中： A：同时爆炸药量，取 100 kg； S：隧道最大开挖断面积； L：最远通风距离，按 800m 考虑； t：通风最困难时，放炮后通风时间，取 30 分钟。 （ 6）漏风计算 Q 供 =PQ = 2150=2492 m3/min 式中： Q 供 ——— 计算需供风量， m3/min P———— 漏风系数，取 ； Q———— 计算最大风量，取 2500m3/min。 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 18 （ 7）压入式风机配用风筒直径计算 考虑减少通风阻力以及风筒的内压承受能力，取风筒内风速 1200m/min，则风筒的直径应为： D=2*｛ Q 风 /(*V)｝ 1/2 =2｛ 2500/( 1200)｝ 1/2 = 式中： D—— 设计风筒直径， m； Q 风 —— 设计通风量， 2500m3/min； V—— 设计风筒内风速， m/min。 因此，风筒直径取。 （ 8）压入式风机最大通风阻力计算 h 总阻 =∑ h 摩 +∑ h 局 +∑ h 正 =1074+107+ = 式中： h 总阻 ———— 最大通风阻力， Pa； ∑ h 摩 ———— 摩擦阻力， Pa； ∑ h 局 ———— 局部阻力， Pa； ∑ h 正 ———— 车辆、台车及洞内其他设备形成的阻力， Pa ∑ h 摩 =(α LU Q2)/S3 =( 800 )/(风筒阻力 ) +( 800 40 )/943(隧道阻力 ) =1074 Pa 式中：α ——— 摩擦阻力系数， N•S2/m4 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 19 L——— 风管（或隧道）长度， m U——— 风管（或隧道）周长， m Q——— 设计供风量， m3/s S——— 风管（或隧道）断面， m2 因风筒无弯曲、变径、分支等情况，根据经验，局部阻力∑ h 局 按摩擦阻力的 10%进行估算，即： ∑ h 局 =∑ h 摩 =107 Pa ∑ h 正 按 2 辆汽车、 1 辆挖掘机、二衬台车进行计算： ∑ h 正 = ф Sm Q2/(SSm)2 =2 3 (943)2(2辆汽车 ) + 3 (943)2(1 辆挖掘机 ) + 10 (9410)2(二衬台车 ) = ++ = Pa 式中：ф ——— 正面阻力系数，行走中设备取 ,停止中设备取 Sm——— 阻塞物最大迎风面积， m2 Q——— 计算供风量， m3/s S——— 隧道断面积， m2 （ 9）根据以上计算，考虑风量备用系数 、风压备用系数 ，则所需压 入式风机的风量及全风压为： Q 机 = 供 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 20 = 2500 =2750m3/min 式中： Q 机 —— 选用风机的需风量。 H 机 = 总阻 = = 式中： H 机 ———— 选用风机的风压， Pa SDF（ C） № 12 .5 型对旋式隧道通风机电机功率为 2 110kw，每台电机有 16KW、 34KW、 110KW 三种功率档位供选用，风量为 1475～ 2912m3/min, 风压 1375～ 5355Pa， 因此 本隧道单口单洞 采用 1 台 SDF（ C） № 12 .5 型对旋式隧道通风机 、 Φ 1600mm 阻燃抗静电风筒 压入式 供风可以满足隧道施工期间通风要求 ， 另每个洞口需要备用 1 台。 （ 10）射流风机的选取 安装在车行横洞内射流风机必须用矿用防爆型。 射流风机的额定风量必须达到 4500m3/min 以上，以保证两台洞内压入式风机不出现循环风。 射流风机采用的是巷道式通风，通风阻力极小，在此不做计算。 射流风机的选型由项目部在满足上述条件的基础上自行确定。 （ 11）通风的相关要求 风筒口距离掌子面不超过 15m，风筒要求吊挂平直，发现破损及时粘补或更换。 风机应采用双电源，实现“三专两闭锁”，即专用变压器、开关、 电缆，高家湾隧道瓦斯防治技术方案 21 风电闭锁和瓦斯电闭锁。 在一趟供电停电时，另一趟电源能在 15min 内动作。 因故停风后重新启动风机前，由瓦检员检查隧道内瓦斯，并根据排放瓦斯有关规定采取措施进行排放。 射流风机的吸入及射出端必须做好人员防护栅栏，防治人员接近。 测风工至少每旬对隧道通风量进行一次测定，调整通风系统以及其他特殊情况时应加强风量测定工作，及时发现、处理、汇报隧道通风中存在的隐患，并填写测风报表。 测风仪表： CFD5 低速风表和 CFD25 中、高速风表。 人员配备：进出口各配备 1 名测风工（可由瓦检员兼任）。 .3 瓦斯 检测体系 瓦斯检测体系由瓦斯监控体系、专职瓦检员检测、管理人员及其他特殊工种人员检查瓦斯三部分组成。 三部分各具特点，互相补充，缺一不可。 瓦斯监控体系具有连续检测、超限报警、自动控制、存贮等功能，其检测精度与便携式沼气检测报警仪相同，但设备投入大、维护费用高、检测地点相对固定。 专供瓦检员使用的便携式光干涉式甲烷测定器具有轻便、精度高、检测地点灵活、成本低等特点，但无法进行连续检测，也没有存贮、报警功能，必须经过专门培训的人员才能使用，常用来校正瓦斯监控系统的传感器。 便携式沼气检测报警仪具有轻便、使用简便 、能连续检测、检测地点灵活、超限报警功能、成本低等特点，没有存贮功能，供管理人员及其他特殊工种人员如放炮员、班（组）长、电工等特殊工种进入隧道时使用。 管理 工 区划分：根据隧道各工区的位置关系，为便于隧道施工期间瓦斯高家湾隧道瓦斯防治技术方案 22 检测工作的开展和管理，将整个隧道划分为 进、出口两 个 工区 ， 每个工区安排 3 名重庆煤科院技术人员负责 瓦斯防治技术 管理 工作 ，确保瓦斯安全万无一失。 瓦斯监控 、视频监控 系统 隧道进出口各 安装 1 套 KJ90NA 型瓦斯监控系统 和 1 套视频监控系统 ，每套系统配置分别见表 3。 表 3 每套 瓦斯监控系统配置表 设 备 名 称 规 格 型 号 单位 数量 备注 工控计算机 研祥工控机 710L P4 卡 /音箱 /100M 网卡 /17液晶 台 1 打印机 A4 纸、喷墨 台 1 系统软件 KJ90 套 1 电源避雷器 KHD90 台 1 信号避雷器 KHX90 台 1 UPS 电源 STK 1KV/2H 台 1 数据接口 KJJ46 台 1 监控分站 KJ90F16 台 1 低浓度沼气传感器 KG9701A 台 10 其中备用 3台 设备开停传感器 GTL(A) 台 5 其中备用 2台 CO 传感器 GTH500（ B） 台 1 其中备用 1台 馈电断电器 KDG3K 台 1 两通接线盒 JHH2 个 100 三通接线盒 JHH3 个 20 通讯电缆 MHYVR1*4*7/ Km 5 甲烷标气 2%/4 升 瓶 1 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 23 视频监控系统 单位 数量 1 视频服务器 台 1 2 监控软件 套 1 3 地面固定彩色自动摄 像仪 台 4 4 井下防爆摄像头 台 4 5 视频光端机（单路） 对 4 6 视频光端机（多路） 台 1 7 接线盒 台 6 8 矿用阻燃单模光缆 KM 5 9 地面光缆 KM 1 10 防水箱 台 4 11 VGA 分配器 台 1 12 工业电视安装辅材 批 1 高家湾隧道瓦斯防治技术方案 24 每个 工 区瓦斯监控系统布置见图 3 图3 瓦斯监控系统示意图二 衬 台 车K≮20m图例K≮20m瓦斯监控系统 地面中心站大于２０m工控机打印机通讯接口分 站D磁力开关小于５mCH40~５m15~20mCH4COD低浓度沼气传感器CO传感器设备开停传感器断电仪 风机CH4C0CH4二 衬 台 车小于５mCH40~５m15~20mCH4C0CH4高家湾隧道瓦斯防治技术方案 25 选用传感器类型及数量的原则：可能涌出的有毒有害气体，隧道 施工期间 可能涌出的有毒有害气体为甲烷、 CO 等，风机必须开停传感器检测其工作 状态，巷道式通风系统在总回风巷一般设有风速传感器检测风速。 瓦斯监控系统必须装备 “风电闭锁、瓦电闭锁 ”功能，即当向隧道内供风的风机停止运转时，安装在风机供电电缆上的 GTL(A) 设备开停传感器将信号传输到分站，分站通过 KDG3K 馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电；布设在隧道内掌子面、二衬台车及回风的低浓度沼气传感器连续监测隧道内瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到设定的报警点时，传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警，当瓦斯浓度达到设定的断电点时，传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警，同时通过 KDG3K 馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电。 由于传感器属易损件，在隧道施工需配数量的基础上考虑一定的备用量形式瓦斯监控系统配置清单。 确定传感器安设地点的原则：掌子面新暴露的围岩面是瓦斯涌出的主要地点，必须布置传感器，为检测并有利于计算分析隧道瓦斯涌出量，在隧道回风巷中也要布置相应的传感器，在巷道式通风系统的总回风巷内布设传感器以掌握总的瓦斯涌出情况，二衬台车前方 铺设 防水板容易形成通风死角，造成局部瓦斯积聚，因此在二衬台车前方安设相应的传感器。 传感器吊挂要求：沼气比空气轻，容易积存在隧道的顶部，所以要 求沼气传感器吊挂在隧道的顶部，距离拱 顶 距离 20~30cm； CO 与空气密度接近，一般也吊挂在隧道的顶部；风机开停传感器安设在风机供电电缆上。 掌子面传感器距离掌子面不得超过 5m， 二 衬台车传感器距离二衬台车前沿 0~5m，回风地点传感器距离回风口 10~20m 的区域。 传感器可 以 挂在提前埋设的挂高家湾隧道瓦斯防治技术方案 26 勾上，也可台车上安设支座用于吊挂传感器。 传感器的移动及保护：掌子面及二衬台车前方传感器必须随掌子面及二衬台车的移动而跟随移动以保证合适的吊挂位置，掌子面放炮时必须将掌子面传感器后移一定的距离并加以保护，放炮后及时将掌子面传感器 复位。 掌子面传感器的移动及复位工作一般由跟班电工负责，在移动掌子面照明灯具时同时完成。 通讯电缆采用挂勾固定，且铺设平直，距离其他电缆间距离不小于 20cm。 及时更换表皮破损的通讯电缆。 通讯电缆连接处采用专用接线盒进行连接。 瓦斯监控系统的报警、断电、复电门限以沼气浓度进行设置，依据相关规程，并参考其他瓦斯隧道的设置，龙泉山隧道瓦斯监控系统的报警、断电、复电门限设置为： 报警点： % 断电点： % 复电点： % 人员配备： 进、出口工区各 配 3 名瓦斯监测工（兼值班员），采取三班作业制，实行 24 小时值班 、维护制度，系统运行过程中出现故障时当班处理，瓦斯监测工处理不了的故障及时通知厂家专业售后技术人员前来现场处理。 每周由监测工对瓦斯监控系统进行检查、调校。 每周在电工、通风工的配合下进行一次 “风电闭锁、瓦电闭。