竖井施工通风专项方案

竖井施工通风专项方案第一章编制目的与适用范围1.1目的竖井掘进过程中，炮烟、粉尘、柴油机尾气、地热及氡气等混合污染物易在有限空间内积聚，造成缺氧、中毒、燃爆及热害叠加风险。本方案以“风量充足、风速达标、风质合格、连续稳定”为核心，通过计算—设计—安装—运行—监测—应急六步闭环，确保井下作业面空气环境符合《GBZ2.1-2019》《煤矿安全规程》《金属非金属矿山安全规程》等最新限值，实现职业健康“零超标”、火灾爆炸“零触发”、通风中断“零容忍”。1.2适用范围本方案适用于净直径4.0m～8.0m、深度≤1200m的圆形竖井掘砌同步施工阶段，涵盖爆破掘进、装岩出渣、喷砼支护、井筒装备安装四大工序；当井深、直径或作业方式超出本范围时，应按同等原则重新校核。第二章编制依据与执行标准类别标准号标准名称关键指标备注国家GB16423-2020金属非金属矿山安全规程井巷风速≥0.15m/s，CO≤24ppm，NO₂≤2.5ppm强制条款国家GB50566-2010矿山通风设计规范百米漏风率≤5%，风筒百米风阻≤8N·s²/m⁸设计依据行业AQ2020-2008金属矿山井下防尘技术规范粉尘浓度≤2mg/m³（呼尘）强制条款地方DB37/T3018-2017山东省煤矿热害防治规定干球温度≤28℃，相对湿度≤85%参考企业Q/XXX03-2023企业通风设备完好标准主风机效率≥80%，局风机噪声≤85dB(A)内控第三章工程概况与污染源分析3.1井筒参数项目数值备注井口标高+45m地表井底标高-955m一期落底净直径6.5m掘进直径7.2m掘进断面40.72m²含超挖0.35m一次爆破进尺3.0m2#岩石乳化炸药1050kg作业人数每班28人掘进12、支护8、机电4、管理43.2污染源强污染物单位产生量产生特征危害阈值COm³/次爆破315瞬时峰值600ppm，持续20min24ppm（TWA）NOxm³/次爆破28棕红色刺激烟，沉降慢2.5ppm粉尘kg/次爆破950粒径<5μm占42%2mg/m³柴油机尾气m³/min21装载机160kW，负荷率0.7CO100ppm、NOx80ppm地热kW580地温梯度3.2℃/100m，井底35℃干球28℃氡Bq/m³1800花岗岩铀8ppm，射气系数0.25500Bq/m³第四章需风量计算与风量分配4.1计算原则采用“最大污染物稀释法”“排热法”“最低风速法”“人数法”四种并列计算，取最大值作为设计风量，再考虑1.45的备用系数。4.2爆破排烟风量按CO稀释公式：Q₁=25.5×G×b×P×K/(C−C₀)式中：G=1050kg，b=0.1m³/kg（CO生成系数），P=1.2（高原系数），K=1.5（紊流系数），C=24ppm，C₀=0ppm得Q₁=25.5×1050×0.1×1.2×1.5/24=201m³/s=7236m³/min4.3排热风量Q₂=3600×Φ/(ρ×Cp×ΔT)Φ=580kW，ρ=1.15kg/m³，Cp=1.005kJ/(kg·℃)，ΔT=7℃Q₂=3600×580/(1.15×1.005×7)≈257m³/s=9270m³/min4.4最低风速风量Q₃=60×Vmin×AVmin=0.3m/s（掘进面），A=40.72m²Q₃=60×0.3×40.72≈735m³/min4.5人数风量Q₄=4m³/min×28人=112m³/min4.6设计风量确定max(7236,9270,735,112)=9270m³/min考虑备用1.45，最终设计风量13442m³/min，取整13500m³/min（225m³/s）。4.7风量分配表用风区域风量(m³/min)比例控制风速(m/s)备注掘进面810060%0.30主导风向下行二次回风区270020%0.25喷砼段井筒装备段135010%0.20安装平台安全储备135010%—变频调节第五章通风系统选择与设备选型5.1系统比选方案描述优点缺点结论压入式井口设主扇，风筒送至工作面排烟快，冷却好井筒全为正压，漏风大深井不适用抽出式井口主扇抽风，工作面负压漏风小，氡易控夏季井口易吸热单级受限混合式上下行并联，三级机站风量可调，热压可控管理复杂，造价高推荐5.2混合式三级机站布置一级：井口地表主扇2×110kW轴流对旋，并联，一用一备，额定风量150m³/s，全压4200Pa，变频0～50Hz。二级：-400m中段回风巷设辅助扇2×75kW，风量80m³/s，全压3500Pa，承担中段接力。三级：掘进面30kW局扇2台，单台风量25m³/s，全压2800Pa，风筒φ1.6m双反边，百米漏风率≤3%。5.3设备清单序号名称型号数量关键参数安装位置1地表主扇FBCDZ-№24/2×1102台150m³/s,4200Pa,98%反风井口45°扩散塔2二级辅助扇FBD-№20/2×752台80m³/s,3500Pa-400m回风巷3局扇FBD-№6.3/2×304台25m³/s,2800Pa距工作面15m4风筒双反边无缝PVC1200mφ1.6m,百米漏风≤3%随掘延伸5变频柜ACS580-07-04502套IP65,以太网接口地表配电室6在线监测TH-2000-CO6点CO、NO₂、粉尘、温湿度井口、工作面、回风第六章通风网络与风筒布置6.1网络拓扑地表主扇→井筒→-400m中段回风巷→二级扇→掘进面局扇→工作面→污风→井筒回风段→地表主扇排口，形成“U”型并联网络，任一节点均可实现反风。6.2风筒吊挂采用6×19+FC-φ16mm钢丝绳作悬吊线，每20m设1组锚杆吊点，承载≥5kN。风筒与井壁净距≥0.3m，避免炮崩、砼溅。接头双反边加密封胶条，吊挂后做2kPa压力试漏，漏风率≤3%。6.3百米风阻实测值风筒规格百米风阻(N·s²/m⁸)漏风率(%)备注φ1.6m新筒6.82.1实验室φ1.6m使用30d7.92.8现场φ1.6m使用90d9.53.6更换阈值第七章通风运行控制策略7.1变频阶梯控制爆破后0～15min：主扇50Hz满频，局扇45Hz，快速排烟。15～30min：主扇40Hz，局扇35Hz，降温降尘。30min～下班：主扇30Hz，局扇25Hz，维持最低风速。夜间检修：主扇20Hz，局扇停机，仅保持0.15m/s巡井风速。7.2自动联动逻辑当在线监测CO>24ppm或粉尘>2mg/m³持续3min，PLC自动升频至50Hz，并短信通知值班长；若10min未降，启动备用扇并撤人。7.3反风演练每月5日白班进行反风试验，要求10min内风流方向逆转≥60%，并记录井口风量、负压、噪声数据，演练报告由项目经理签字存档。第八章智能监测系统8.1监测布点测点编号位置参数报警阈值断电阈值T1距工作面5m回风侧CO、NO₂、粉尘、温度24ppm、2.5ppm、2mg/m³、28℃48ppm、5ppm、4mg/m³、32℃T2-400m回风巷风速、CO0.25m/s、10ppm0.15m/s、20ppmT3井口排风塔风速、噪声8m/s、85dB(A)—、90dB(A)8.2数据传输采用LoRa无线+以太网双冗余，采样周期30s，断线缓存48h，云端加密存储，手机APP实时查看。8.3维护周期设备周期内容责任人传感器7d零点校准、滤膜更换通防工主扇轴承30d测温、加脂机电工风筒每循环外观、漏风、吊点掘进班第九章职业健康与降温措施9.1局部降温在-800m设2台100kW空冷器，送风4℃冷水，降低进风温度4～6℃。工作面配置3台3kW水幕风机，雾化粒径50μm，蒸发吸热1.5kW/台。9.2个体防护发放KN95防尘口罩、CO过滤罐、降温背心；每班班前测血压、血氧，建立职业健康档案。9.3湿式作业爆破后先喷雾5min再通风，装岩时喷雾降尘，喷砼采用湿喷工艺，回弹率≤15%。第十章节能与减排10.1变频节电通过变频策略，主扇年均频率35Hz，较工频运行节电32万kWh/年，折合减碳256t。10.2回风余热利用井口排风温度26℃，经热交换为办公区供暖，替代0.7MW燃气锅炉，年省天然气9.2万m³。10.3漏风治理采用双反边+密封胶+钢圈压板，使百米漏风率由5.2%降至2.8%，年减少乏风排放2100万m³。第十一章应急预案11.1通风中断分级级别定义响应时间处置要点Ⅰ级主扇双停>5min2min启动备用电源、撤人、升井Ⅱ级单主扇停>10min5min切换备用扇、限制人数Ⅲ级局扇停>15min10min接临时扇、检修风筒11.2逃生路线工作面→安全梯→-400m中段→副井梯子间→地表，全程32min，设4处自救器存放点，每点40台，有效时间60min。11.3应急物资物资数量存放位置责任人自救器ZH-60160台工作面、中段车场通防队长临时局扇11kW2台-400m仓库机电队长风筒φ600mm100m同上同上发电机200kW1台地表机电经理第十二章质量验收与持续改进12.1验收节点节点验收内容标准参与方设备安装完漏风、噪声、振动漏风≤3%，噪声≤85dB监理、业主、第三方试运行