隧道通风计算公式
隧道通风计算
隧道通风设备选择及安装
1.风机功率确定
隧道施工通风设计应进行风量计算。
风量应分别按排除炮烟，洞内最大工作人数，最低风速要求、瓦斯涌出量、稀释和排除内燃机废气等因素计算，取最大值。
(1）排除炮烟需风量按下式计算:
(2）洞内最大工作人数需风量按下式计算:
式中q—一每人需要的新鲜空气标准（m3/min)，每人3m3/min;
k——风量备用系数，取1.10~1.15;
M——同一时间内洞内工作最多人数。
(3）最低风速要求需风量按下式计算:
Q= VS× 60 ( m3/min)
式中V――洞内允许最小风速(m/s)，导坑应不小于0.25m/s，全断面开挖时应不小于0.15m/s，但均不应大于6m/s。
s——巷道断面积（m2)。
(4）按瓦斯涌出量计算需风量按下式计算:
式中Q
一一工作面瓦斯涌出量（(m3/min);
cHA
——工作面瓦斯允许浓度;
B
充
B
—―送人工作面风流的瓦斯浓度;K一一瓦斯涌出不均匀系数。
o
(5）稀释和排除内燃机械废气需风量按下式计算:
式中k 一一规定的单位需风量（m3/min）;
N--各内燃机功率(kw);
--同时工作柴油机设备利用率系数。
T
i
(6）高原地区施工通风设计应考虑海拔高度对通风阻力、风量、风压的影响，按下式计算:
——高山地区大气压力(mmHg);
式中P
高
Q——正常条件下计算的风量（m3 /min)。
隧道通风计算
隧进口出工区均采用双管路压入式通风。
通风管选用φ1500mmPVC 软式通风管，洞外风机进风口至洞口距离L=30m ，风管出风口至掌子面距离L=42m 。
（当掌子面布置局扇时，L=80m ）。
⑴基本参数选用独头通风长度按L=4905m 计算； 开挖断面A ：A=116.7m 3； 平均百米漏风系率：P100=1%； 软管达西数λ：λ=0.015； 空气密度ρ：ρ=1.16kg/m 3； 工作面最多作业人数：n=60人； 作业人员供风量：q=4m 3/人.min ； 一次爆破最大药量G ：G=438.1kg ； 爆破通风时间t ：t=30min ； 工作面最小风速v ：v=0.25m/s 。
⑵开挖面所需风量Q 开①按作业人数计算：Q 开=4n=4×60=240m 3/min ；②按最小风速计算：Q 开=60A ×v=116.7×0.25×60=1750m 3/min ； ③按排除爆破烟尘计算：p-风管全程漏风系数 p=1/（1-L ×P100/100） =1/（1-4905×1%/100）=1.64 Ф-淋水系数；Ф=0.3b-炸药爆破时有害气体生成量，b=40m 3/kg L-隧道爆破临界长度L=12.5×G ×b ×K/（A ×P 2） =12.5×438.1×40×0.53/（116.7×1.642） =370m=1154m 3/min考虑系统漏风，故风机量Q=1154×1.64=1892m 3/min ④按稀释和排除内燃机废气计算风量32232264.1403.037007.1161.4383025.225.2⨯⨯⨯⨯==）（）（开p b AL G t Q φ32225.2pbAL G t Q φ）（开=采用无轨运输，洞内内燃设备配置较多，废气排放量较大，供风量应足够将内燃设备所排放的废气全面稀释和排出，使有害气体降至允许浓度以下，计算可按下式计算：式中:K-功率通风计算系数,我国暂行规定为2.8～3.0m 3/min Ni-各台柴油机械设备的功率 Ti-利用率系数根据本隧道施工实际情况，主要有以下三种工况的组合：开挖钻眼工况+台车衬砌工况+防水板铺设工况+喷锚支护工况；爆破出碴工况+仰拱充填工况+防水板铺设工况；爆破出碴工况+台车衬砌工况+防水板铺设工况。
隧道施工通风压入式通风计算方法
2、通风计算【2009—6-10】根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气,计算出所需风量Q1；按在规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量Q2；根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量Q3;当隧道内采用内燃机械施工时，还须按内燃设备的总功率（kw)，计算出所需风量Q4;通过上述计算,取Qmax=Max（Q1，Q2，Q3,Q4），再考虑风管的损失率(百米漏风率β)，即确定洞内所需的总供风量Q机,从而确定风机的功率和风管的直径。
（1）计算参数的确定一次开挖断面:S=80m2（全断面)一次爆破耗药量：G=288kg（一次开挖长度4.2m）通风距离：L=2800m洞内最多作业人数：m=60人爆破后通风排烟时间:t≤30min通风管直径：φ=1800mm管道百米漏风率：β=1.5%（2）风量计算①按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算:Q1=3·k·m=3×1.25×60=225 ( m3/min）式中3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/mink-风量备用系数，一般取1.15~1.25，按1.25取值m—同一时间洞内工作最多人数,按60人计②按全断面开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度,计算:Q2=V1－(K·V1t+1/ V2)1/t=V1 [1－（k×V1/ V2）1/t] =551 m3/min 式中V1－一次爆破产生的炮烟体积V1=S×Ls =80×72。
6=5808 m3S—一次开挖的断面面积，按80m2Ls－炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5=15+288/5=72。
6mG－同时爆破的炸药消耗量，G=288kgV2－一次爆破产生的有害气体体积V2=a·G=40×10—3×288=11.52 m3a—单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积,40L/kgK—CO允许浓度，取100ppm，换算为1×10-4 m3t- 通风时间,取30min③按洞内允许最低风速，计算：Q3=60·V·S=60×0.15×80=720 m3/min式中V—洞内允许最小风速,隧规规定全断面开挖时取值0。
隧道通风计算公式
7050.873728
705.0873728
7805.961101
7050.87805.961101
风压计算 h动（洞口动压）
50
序号 1 2 3 4 5 6 7
参数（出入线大里程） α ：风管摩阻系数 0.0003 L：风管长度（m） 925 U：风管周边长（m） 3.76991112 P：漏风系数 1.128668327 3 33.11 Qmax:掌子面所需风量（m /s) 2 9.8 g：重力加速度（m/s ） 2 1.130973336 S：风管截面面积（m )
风压计算 h动（洞口动压）
50
序号 1 2 3 4 5 6 7
参数（左右线小里程） α ：风管摩阻系数 0.0003 L：风管长度（m） 760 U：风管周边长（m） 3.76991112 P：漏风系数 1.104560834 3 33.11 Qmax:掌子面所需风量（m /s) 2 9.8 g：重力加速度（m/s ） 2 1.130973336 S：风管截面面积（m )
1.104560834 33.11 9.8 1.130973336
50
压计算 h沿（沿程压力损失） h局（局部压力损失） h总（pa）
2439.549917
243.9549917
2733.504909
压计算 h沿（沿程压力损失） h局（局部压力损失） h总（pa）
14614.82152
1461.482152
序号 1 2 3 4 5 6 7
参数（施工通道） α ：风管摩阻系数 L：风管长度（m） U：风管周边长（m） P：漏风系数 Qmax:掌子面所需风量（m3/s) g：重力加速度（m/s2） S：风管截面面积（m2)
风压计算 h动（洞口动压） 0.0003 280 3.76991112 1.03731814 33.11 9.8 1.130973336
隧道施工常用通风方法及风量的计算
隧道施工常用通风方法及风量的计算隧道施工过程中，通风是非常重要的环节。
合理的通风可以有效保障施工人员的安全，并提高施工效率。
本文将介绍隧道施工常用的通风方法及风量的计算。
一、常用通风方法1. 自然通风：自然通风是指利用自然气流来进行通风的方法。
在施工初期或者通风设备出现故障时，可以采用自然通风来保证施工现场的空气流动。
自然通风的优点是简单易行，节约能源，成本低廉。
但是，自然通风的通风效果受到很多因素的影响，如风速、气温、气流通道的布置等。
2. 强制通风：强制通风是指通过通风设备，如风机、风管等来进行通风的方法。
强制通风可以弥补自然通风的不足，提高通风效果。
在施工现场较大、空间受限、气候恶劣等情况下，常采用强制通风进行通风。
强制通风的优点是通风效果稳定可靠，适用范围广。
但是，强制通风需要消耗大量的能源，造成能源浪费。
3. 综合通风：综合通风是指将自然通风和强制通风结合起来进行通风的方法。
综合通风可以根据施工现场的实际情况进行调整，既能节约能源又能保证通风效果。
在施工现场大小适中、气流通道布置较为复杂的情况下，常采用综合通风进行通风。
二、风量的计算方法通风的关键指标之一是风量，风量的计算是确定通风设备配置的重要依据。
下面介绍两种常用的风量计算方法：1. 经验公式法：经验公式法是根据实际施工经验推算风量的方法。
该方法根据隧道的长度、截面积、风速等参数，利用经验公式进行计算。
计算公式为：风量 = 截面积×风速×系数。
根据不同的隧道类型和施工条件，选择适当的系数进行计算。
2. 数值模拟法：数值模拟法是利用计算机模拟软件进行风量计算的方法。
根据隧道的几何形状、工作面进度、通风设备布置等参数，建立三维数值模型，通过求解Navier-Stokes方程和连续方程来得到风量的分布情况。
数值模拟法可以更加准确地预测风量分布，但需要利用较为复杂的计算软件并具备一定的计算能力。
在实际应用中，通常综合使用经验公式法和数值模拟法进行风量的计算，以提高计算结果的准确性。
隧道通风设计
通风计算一、计算参数确定：供给每个人的新鲜空气量按4m³/min；控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量200kg；放炮后通风时间按30min；软式风管百米漏风量1%，风管内摩擦系数为0.01；洞内风速不小于1m/s；隧道内气温不超过28℃；二、风量计算：按洞内允许最低风速计算风量：1）公式：Q1=60*A*V=60*160*1=9600（m³/min）式中：V-洞内最小风速1m/sA-整洞开挖断面，取160㎡洞内施工最多人数按80人计：2）公式：Q2=q*n*k=40*80*1.5=480（m³/min）式中：q——洞内作业人员的需风量，高瓦斯取4m3/min·人n——作业面同时作业的最多人数，80人。
k——备用系数，取1.53）公式：Q3=5Gb/t=（5*200*40）/30=1333m³式中：G-同时爆破的炸药用量200kg，b-爆炸时有害气体成量，去40，t-通风时间，取30min4）公式：Q4=h*q*k=716*4.5*0.63=2030m³/min式中：h-内燃机械总功（液压反铲1台，功率为125KW；装载机1台，功率为165KW；自卸汽车掌子面附近2台，功率为213KW）q-内燃机械单位功率供风量，4.5m³/（min.kw）,k-功率系数，取为0.63三、所需风压计算：使用风管直径1.5m，风管平均流速V=18.9m/s风管内摩擦力h1=λ*（L/D）*ρ*（V²/2）=0.01*（3000/1.5）*1.2*（1.89²/2）=4296pa式中：λ-摩擦系数，根据使用经验，取λ=0.01L-通风管长，取3000mD-风管直径，取D=1.5mρ-空气密度，取ρ=1.2kg/m³风管内局部阻力按风管内摩擦阻力h1的5%考虑总阻力h=4296*105%=4510pa，按两台风机串连考虑，每台风机全压为2255pa设备选型：。
隧道通风计算
精心整理2.2风量计算隧道内所需风量按照下列几种计算方法进行计算，并取计算结果的最大值作为供风的标准。
2.2.1按洞内同时工作的最多人数计算Q2=qmk(m3/min)；q-m-k-由此得2.2.2Q2=K1K2（145KW 99KW 、Q2=3K1K2ΣN=897m3／min2.2.3按允许最低平均风速计算Q3=60AV ；A-隧道开挖断面面积，取A=50m2；V-允许最小风速，取V=0.15m/s ；Q3=60AV=60×50×0.15=450m3/min；2.2.4按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算采用压入式通风：工作面需要风量Q4=7.8式中：t-通风时间，取t=30min；G-则G=50A-L-Q4=7.8＝风量为稀释内燃设备废气计算工作面风量897，外加人员呼吸风量240合计1137m3/min。
根据施工安排单口掘进最大长度按L=1446m。
风管漏风系数Pc=1／（1-β）l／10姨姨0=1.62，(β=0.017，L=2800m)；通风机供风量Q供=PcQ4；则Q供=1.62×1137=1842m3/min，取：2000m3/min。
2.2.5管道阻力系数风阻系数Rf=6.5aL/5D，摩阻系数α＝λρ／8＝0.00225kg／m3取软管直径D=2.0m、1.8m、1.5m。
管道长度L=1446m，求值Rf见表1：管道阻力系数计算表Qi———管道末端流出风量，m3/min；HD———隧道内阻力损失取50；H其他———其他阻力损失取60；风机设计全压H=Hf=RfQjQi/3600+110；隧道风机全压:H=(2.82×2000×1137)/3600＋110=1891Pa；风机功率计算风机功率计算公式：W=QHK/60η；式中：Q-风机供风量；H-风机工作风压；η-风机K-W=20003电动空压机组集中供风。
高压风管直径采用φ1.5m无缝管，进洞后采用托架法安装在边墙上，沿全隧道通长布置，高度以不影响仰拱及铺底施工为宜。
某隧道通风方案
某隧道通风方案在隧道平导未贯通前隧道及平导(斜井)内施工，采用长管路压入式通风的方案。
在隧道平导贯通后利用横通道采用压入式巷道通风。
主要计算压入式通风设计。
施工通风设计1、隧道内通风量的计算（1）根据洞内同时作业的最多人数计算 采用公式：Q 1=qmk （m 3/min ）式中：q ——洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3m 3/minm ——洞内同时工作的最多人数，取120人。
k ——风量备用系数，取1.15 则 Q 1=3×120×1.15=414 m 3/min（2）按洞内同一时间爆破使用的最大炸药量计算 采用压入式通风计算:式中：t---通风时间 取30minA---同一时间起爆总药量， 隧道全断面爆破取365.98kgS---隧道断面面积，按Ⅲ类围岩开挖断面，取53.04m 2 L---压风管口至工作面距离，取30m 。
则（3）按洞内同时使用内燃机作业总功率（kw ）数计算 采用公式：Q 3=n i A （m 3/min ）式中：n i ——洞内同时使用内燃机总kw 数。
A ——洞内同时使用内燃机每kw 风量，取3m 3/min 隧道内使用的内燃施工机械为两台ZL50装载机，每台功率为154kw ，总功率为：308kw 。
min)/(8.7Q 33222m L AS t×=压/ 30 3 ⨯ = min253.5 302 53.042 365.98 7.8 Q 3m = ⨯ 2压则 Q3=3×308=924 m3/min（4）按洞内允许最小风速计算采用公式：Q4=60VS（m3/min）式中：V——洞内最小允许风速m/s，隧道最小允许风速为0.15m/s。
S——洞室面积，53.05 m2则 Q4=60×0.15×53.04=477（m3/min）取以上四种计算得到的最大通风量作为设计通风量，由计算可知隧道为内燃机作业稀释废气需要风量为控制风量，设计通风量为：924m3/min。
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隧道通风计算公式
一、气体扩散计算公式
1. Fick定律：用于计算气体在隧道内的离散扩散，即气体浓度随时间和空间的变化情况。
J=D×∂C/∂x
公式中，J表示气体的扩散通量，单位为mol/(m^2·s)，D表示气体的扩散系数，单位为m^2/s，C表示气体的浓度，单位为mol/m^3，x表示空间坐标，单位为m。
2.质量守恒方程：用于计算气体在隧道内的连续扩散，即气体浓度随时间、空间和流速的变化情况。
∂C/∂t+∂(uC)/∂x=∂(D∂C/∂x)/∂x
公式中，C表示气体的浓度，t表示时间，x表示空间坐标，u表示气体的流速，D表示气体的扩散系数。
二、气流量计算公式
1.简化（几何）公式：用于计算无压力差情况下气流的体积流量。
Q=A×v
公式中，Q表示气流量，单位为m^3/s，A表示气流截面的面积，单位为m^2，v表示气流的速度，单位为m/s。
2.伯努利公式：用于计算有压力差情况下气流的体积流量。
Q=A×{(2(P1-P2))/ρ(1-(A2/A1)^2)}^0.5
公式中，Q表示气流量，P1和P2表示不同位置的气体压力，单位为Pa，ρ表示气体的密度，单位为kg/m^3，A1和A2表示不同位置的气流
截面面积，单位为m^2
三、风机功率计算公式
1.风机输入功率：用于计算风机输出风量所需的输入功率。
P=(Q×P)/(η×1000)
公式中，P表示风机输入功率，单位为W，Q表示风机输出风量，单
位为m^3/s，P表示风机对风量的压升，单位为Pa，η表示风机的效率。
上述公式只是通风计算中常用的一部分，具体计算还需要根据隧道的
实际情况来确定参数和边界条件。
此外，还有一些特殊情况和补充公式需
要考虑，例如隧道火灾时的烟气排放计算、风机系统的设计和布置等。
总之，隧道通风计算公式是根据气体扩散和气流传输原理推导出来的，用于预测隧道内空气流动和换气情况，确保隧道安全和舒适。