一、通风系统设计原则
1.安全优先
确保隧道内氧气浓度≥20%,CO浓度≤30ppm,粉尘浓度≤10mg/m³,满足《煤矿安全规程》及《隧道施工安全技术规范》要求。
2.高效节能
采用变频控制技术,根据施工进度动态调节风量,降低能耗。
3.冗余设计
主风机与备用风机采用“一用一备”或“两用一备”配置,确保系统可靠性。
4.智能化监控
集成气体传感器(O₂、CO、CH₄、粉尘)、风速传感器,实现远程实时监控与报警。
二、通风系统设计参数
1.基础参数
-隧道参数:长度(例:5km)、断面面积(例:80㎡)、最大施工人数(100人)、机械功率(200kW)。
-风量计算:
$$Q=\frac{Q_1+Q_2+Q_3}{1-\eta}$$
其中:
-\(Q_1\):人员需风量(3m³/min·人×100人=300m³/min)
-\(Q_2\):机械散热需风量(按0.07kW/m³计算)
-\(Q_3\):稀释有害气体需风量(根据瓦斯涌出量计算)
-\(\eta\):漏风率(长隧道按15%~20%计)
2.风机选型
-主风机:选择轴流式变频风机(如SDF-No.12.5型),功率110kW,风量≥1500m³/min,风压≥6000Pa,具备防爆认证(ExdⅠ)。
-备用风机:同型号备用机组,电源独立接入。
-辅助风机:在隧道中部设置局部增压风机,解决长距离送风衰减问题。
3.风管布置
-材质:采用双层阻燃抗静电软质风管(Φ1.5m),接头处使用法兰+密封胶带双重固定。
-悬挂方式:距隧道侧壁0.5m,每20m设置固定支架,弯头曲率半径≥3倍管径。
4.智能控制系统
-监测终端:每200m布置气体监测点,每500m布置风速传感器。
-控制逻辑:
-当CO浓度>50ppm时,自动切换至最大风量模式;
-瓦斯浓度≥0.5%时,触发声光报警并启动应急停机预案。
三、紧急故障应急处理方案
1.风机突发停机
-处理流程:
1.立即启动备用风机,切换时间≤2分钟;
2.排查停机原因:检查供电线路(重点排查高压开关柜)、变频器故障代码、轴承温度;
3.启用临时通风设备(如移动式柴油风机)保障基本通风需求。
2.供电中断
-应急措施:
-启动柴油发电机(400kW,15秒内自启动),优先为通风系统供电;
-开启隧道口备用通风竖井,利用自然风压辅助通风;
-施工人员沿逃生通道撤离至安全区域。
3.机械故障(如轴承过热、叶片断裂)
-处置步骤:
1.启用备用风机并封锁故障机组;
2.检查润滑系统(油位、油质)、联轴器对中偏差(≤0.1mm)、叶片螺栓扭矩(按设计值±5%);
3.更换受损部件前进行动平衡测试。
4.有害气体超标
-应急预案:
-一级预警(CO>30ppm):加大风量至120%,人员佩戴自救器;
-二级预警(CH₄>1.0%):切断洞内电源,全员撤离,注入惰性气体(如氮气)稀释。
5.火灾事故
-响应流程:
1.启动反风系统(如有)防止烟雾扩散;
2.关闭受影响区域风阀,启用防火隔断门;
3.使用高压细水雾灭火系统与洞外消防联动。
四、维护与演练
1.日常维护
-每班检查风机振动值(≤4.5mm/s)、电机绝缘电阻(≥100MΩ);
-每周清洗风机叶片积尘,每月更换滤网。
2.应急演练
-每季度进行全系统断电演练,确保备用电源切换时间达标;
-每年联合消防部门开展瓦斯泄漏综合应急演练。
五、附录
-通风系统布置图(需标注风机位置、风管走向、监测点分布)
-备品备件清单(变频器模块、轴承、密封圈等,储备量≥3个月用量)
-应急通讯表(项目经理、电力部门、医院急救联系方式)
本方案通过多级冗余设计和智能化监控,可有效应对四川复杂地质条件下的隧道施工通风需求,确保施工安全与效率。需根据具体工程参数进行校核调整。
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