论文部分内容阅读
【摘 要】 本文主要围绕着小断面长距离勘探平洞掘进施工展开分析，讨论了小断面长距离勘探平洞掘进施工过程中，根据工程具体情况，灵活采取的施工通风技术，以期能够有效提高小断面长距离勘探平洞掘进施工的进度和质量。
【关键词】 小断面；长距离；勘探平洞；掘进；通风技术
一、工程概况
丰宁抽水蓄能电站二期工程规划装机容量1800MW，上、下水库在电站一期工程一次建成，需建设的枢纽建筑物主要有水道系统和地下厂房系统建筑物。
丰宁抽水蓄能电站二期工程可行性研究阶段厂房勘探平洞工程为一期勘探平洞的续作工程。本工程拟在水道系统布置平洞PDS04（长度为80m）、PDS05（长度为200m），一期厂房平洞（PD1Y-1）向南继续施工，穿过二期厂房左端墙60m，长度为400m。共布置平洞3条，总长度680m，备用200m。二期勘探平洞工程布置如下图所示：
二、技术难点
该平洞施工通风的技术难点主要表现在三个方面：
（1）勘探平洞设计断面小，仅5.95m2，宽×高为2.5m×2.5m，一期勘探平洞最小断面仅2.2m×1.8m。洞内采用电机车牵引，有轨运输，运输设备的宽×高为1.35m×1.2m，剩余空间很少，在很大程度上限制了风机和通风筒的尺寸，即限制了通风量。
（2）一期勘探平洞PD01在1220m处和PD1Y交叉夹角<90°（为87°），PD1Y在584m处与PDS05交叉夹角<90°（为87°），且已完成的PD1Y洞段多处拐弯，洞壁开挖也不平整，大大增加了洞内的通风阻力。
（3）通风距离长，洞口至最终工作面单口长度为2300m（不包括备用200m），要保证相应的掘进速度，对通风时间有严格的限制，所以，具有很大的技术难度。
三、掘进需风量计算
平洞独头通风掘进工作面的需风量应按炸药用量、同时工作的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速验算。
（1）按一次起爆炸药量计算
四、通风方案
1、风机的选型
设备选型的原则：满足供风量，稀释工作面及运输平洞炮烟和粉尘浓度不超限；另外，尽量使用现有的设备，降低掘进成本。选择的风机型号为：工作面压入式风机为7.5Kw轴流式风机，压出式风机为14Kw轴流式风机，900m通风孔处压入式风机为14Kw轴流式风机，700m通风孔处抽出式风机为11Kw轴流式风机。
2、风筒的选择
风筒的要求：漏风小、风阻小，使用方便，成本低，阻燃。
选择的风筒型号为：
（1）由于洞内多处断面不规则加上拐弯多，设计在PD01和PD1Y段交叉处至掘进工作面采用φ0.4m×40m特质柔性胶质阻燃风筒；
（2）900m通风井至PD01和PD1Y交叉处（共计320m），由于断面较规则，且方向较平直，采用φO.3m×4m特制硬质阻燃风筒。
3、技术方案的确定
（1）外抽式通风
根据现场条件，确定采用混合式通风，利用洞内原有的两个通风孔。爆破后和出渣时，利用工作面14Kw通风机向900m通风孔处排出炮烟和粉尘，7.5Kw通风机则向工作面压入新鲜空气。外抽式通风平面布置及风流方向如下图所示：
（2）压入式通风
在炮烟和粉尘排出后，洞内形成一定负压，因洞内摩擦阻力大，这种情况更加明显，为改善洞内缺氧情况，由900m处地表风机向工作面压入空气，压入时洞内两台风机均不启动。向洞内压风平面布置及风流方向如下图所示：
（3）通风井通风
为改善洞内环境，在700m通风井上部安装一台11Kw通风机向洞内压入新鲜空气。900m通风井位置则担负向外抽风和向工作面压风任务。通风井通风方法及风流方向如下图所示：
五、通风效果
丰宁抽水蓄能电站勘探平洞小斷面、长距离通风技术的研究应用，经实际应用，取得了显著的成效，主要表现在以下几个方面：
（1）通风质量完成达到设计要求，满足工作面和整个运输平洞的供风需求；
（2）极大地改善了平洞洞内劳动环境，保护了施工人员的人身健康和生命安全；
（3）明显缩短了通风排烟时间，加快了掘进作业循环，保证了整个工程进度；
（4）降低了工程成本，节约了设备购置费和设备的运转能耗以及维修保养的人工费。
六、结束语
小断面、长距离勘探平洞在在掘进施工过程中，一定要做好通风工作，采用合理有效的通风技术来确保长距离掘进施工过程中能够保持有效通风。与此同时，要做好长距离平洞掘进施工的安全管理工作，确保施工安全进行。
（1）施工通风要针对工程的具体情况设计适合的方法，切忌习惯性思维，要善于打破常规通风方法；
（2）好的通风方案设计是实现良好通风的前提，因此要针对工程项目的具体情况，应用正确的理论做好通风方案设计才能正确指导施工；
（3）对通风所需的设备、材料要与时俱进，采用新式节能环保产品，以求取得好的应用效果；
（4）通风系统运行良好的关键是现场通风的组织管理，必须配备责任心强、技术能力强的专业人员，按规章制度切实抓好通风系统的管理和有效运行。
（5）柔性风筒和硬质风筒可根据施工具体情况结合使用。
参考文献：
[1]徐明生.马路坪矿通风系统优化改造设计的研究[D].江西理工大学，2010.
[2]詹佑铭.非煤矿山矿井通风节能方法[J].工业安全与环保，2012.7.
[3]祝文飞.对煤矿通风安全控制中的影响因素分析[J].价值工程.2012（04）.
[4]许铁力.小断面长距离引水隧洞施工通风技术[J].世界隧道.1999（03）.
【关键词】 小断面；长距离；勘探平洞；掘进；通风技术
一、工程概况
丰宁抽水蓄能电站二期工程规划装机容量1800MW，上、下水库在电站一期工程一次建成，需建设的枢纽建筑物主要有水道系统和地下厂房系统建筑物。
丰宁抽水蓄能电站二期工程可行性研究阶段厂房勘探平洞工程为一期勘探平洞的续作工程。本工程拟在水道系统布置平洞PDS04（长度为80m）、PDS05（长度为200m），一期厂房平洞（PD1Y-1）向南继续施工，穿过二期厂房左端墙60m，长度为400m。共布置平洞3条，总长度680m，备用200m。二期勘探平洞工程布置如下图所示：
二、技术难点
该平洞施工通风的技术难点主要表现在三个方面：
（1）勘探平洞设计断面小，仅5.95m2，宽×高为2.5m×2.5m，一期勘探平洞最小断面仅2.2m×1.8m。洞内采用电机车牵引，有轨运输，运输设备的宽×高为1.35m×1.2m，剩余空间很少，在很大程度上限制了风机和通风筒的尺寸，即限制了通风量。
（2）一期勘探平洞PD01在1220m处和PD1Y交叉夹角<90°（为87°），PD1Y在584m处与PDS05交叉夹角<90°（为87°），且已完成的PD1Y洞段多处拐弯，洞壁开挖也不平整，大大增加了洞内的通风阻力。
（3）通风距离长，洞口至最终工作面单口长度为2300m（不包括备用200m），要保证相应的掘进速度，对通风时间有严格的限制，所以，具有很大的技术难度。
三、掘进需风量计算
平洞独头通风掘进工作面的需风量应按炸药用量、同时工作的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速验算。
（1）按一次起爆炸药量计算
四、通风方案
1、风机的选型
设备选型的原则：满足供风量，稀释工作面及运输平洞炮烟和粉尘浓度不超限；另外，尽量使用现有的设备，降低掘进成本。选择的风机型号为：工作面压入式风机为7.5Kw轴流式风机，压出式风机为14Kw轴流式风机，900m通风孔处压入式风机为14Kw轴流式风机，700m通风孔处抽出式风机为11Kw轴流式风机。
2、风筒的选择
风筒的要求：漏风小、风阻小，使用方便，成本低，阻燃。
选择的风筒型号为：
（1）由于洞内多处断面不规则加上拐弯多，设计在PD01和PD1Y段交叉处至掘进工作面采用φ0.4m×40m特质柔性胶质阻燃风筒；
（2）900m通风井至PD01和PD1Y交叉处（共计320m），由于断面较规则，且方向较平直，采用φO.3m×4m特制硬质阻燃风筒。
3、技术方案的确定
（1）外抽式通风
根据现场条件，确定采用混合式通风，利用洞内原有的两个通风孔。爆破后和出渣时，利用工作面14Kw通风机向900m通风孔处排出炮烟和粉尘，7.5Kw通风机则向工作面压入新鲜空气。外抽式通风平面布置及风流方向如下图所示：
（2）压入式通风
在炮烟和粉尘排出后，洞内形成一定负压，因洞内摩擦阻力大，这种情况更加明显，为改善洞内缺氧情况，由900m处地表风机向工作面压入空气，压入时洞内两台风机均不启动。向洞内压风平面布置及风流方向如下图所示：
（3）通风井通风
为改善洞内环境，在700m通风井上部安装一台11Kw通风机向洞内压入新鲜空气。900m通风井位置则担负向外抽风和向工作面压风任务。通风井通风方法及风流方向如下图所示：
五、通风效果
丰宁抽水蓄能电站勘探平洞小斷面、长距离通风技术的研究应用，经实际应用，取得了显著的成效，主要表现在以下几个方面：
（1）通风质量完成达到设计要求，满足工作面和整个运输平洞的供风需求；
（2）极大地改善了平洞洞内劳动环境，保护了施工人员的人身健康和生命安全；
（3）明显缩短了通风排烟时间，加快了掘进作业循环，保证了整个工程进度；
（4）降低了工程成本，节约了设备购置费和设备的运转能耗以及维修保养的人工费。
六、结束语
小断面、长距离勘探平洞在在掘进施工过程中，一定要做好通风工作，采用合理有效的通风技术来确保长距离掘进施工过程中能够保持有效通风。与此同时，要做好长距离平洞掘进施工的安全管理工作，确保施工安全进行。
（1）施工通风要针对工程的具体情况设计适合的方法，切忌习惯性思维，要善于打破常规通风方法；
（2）好的通风方案设计是实现良好通风的前提，因此要针对工程项目的具体情况，应用正确的理论做好通风方案设计才能正确指导施工；
（3）对通风所需的设备、材料要与时俱进，采用新式节能环保产品，以求取得好的应用效果；
（4）通风系统运行良好的关键是现场通风的组织管理，必须配备责任心强、技术能力强的专业人员，按规章制度切实抓好通风系统的管理和有效运行。
（5）柔性风筒和硬质风筒可根据施工具体情况结合使用。
参考文献：
[1]徐明生.马路坪矿通风系统优化改造设计的研究[D].江西理工大学，2010.
[2]詹佑铭.非煤矿山矿井通风节能方法[J].工业安全与环保，2012.7.
[3]祝文飞.对煤矿通风安全控制中的影响因素分析[J].价值工程.2012（04）.
[4]许铁力.小断面长距离引水隧洞施工通风技术[J].世界隧道.1999（03）.