一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，辅助坑道的两端均设置有封堵墙，封堵墙的上方开设有排风孔；连接段的进风口与减压孔相连通，连接段的长度方向与列车行进方向L之间的夹角为钝角或直角；安装段的出风口延伸至辅助坑道中；保证活塞风从通风管进入辅助坑道中。本发明专利技术还公开了一种辅助坑道风动力瓦斯排放方法。安装方便，无须对隧道暗洞进行改造，在保持原隧道暗洞结构不变和不影响列车正常运行的前提下，利用列车进入隧道明洞形成的活塞风将辅助坑道内的瓦斯排出，有效防止瓦斯聚集。在保证隧道营运安全的同时，还具有清洁环保、节约成本、瓦斯排放次数稳定的优势。

An auxiliary tunnel wind power gas drainage system and method

【技术实现步骤摘要】
一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统及方法
本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统及方法。
技术介绍
在容易遭受塌方、落石等地质灾害的地区，修建的隧道正洞通常包括相连通的隧道暗洞和隧道明洞。隧道暗洞即位于山体内的隧道部分，隧道明洞即位于隧道口并向山体外空间延伸的部分。隧道明洞通常由顶部结构和边墙组成，若顶部结构为拱形，称为拱式明洞；若顶部结构为梁板，称为棚洞。在修建长度大于3000m的长隧道或超长隧道时,往往会修建平导、斜井、横通道等辅助坑道，以增加施工面。在隧道正洞修建完成后，为了安全起见，往往会对辅助坑道进行封堵。如果辅助坑道处于瓦斯富集地层，瓦斯气体聚集对隧道运营具有重大安全隐患。当隧道正洞修好且投入运营之后，通常采用抽风机与抽风管共同配合的方式，对辅助坑道内聚集的瓦斯进行抽排。现有抽风管的安装要从隧道暗洞中通过，包括如下方式：第一种方式，不改变隧道结构，直接在现有隧道暗洞中安装与辅助坑道相连通的抽风管，抽风管紧贴隧道暗洞的内壁。由于隧道暗洞的内壁与列车之间的间距一定，且符合相关安全标准。这种安装方式容易对列车的正常运行造成干涉，存在一定的安全隐患。第二种方式，在隧道暗洞的侧壁上开设容纳抽风管的安装槽，与辅助坑道相连通的抽风管安装在安装槽中。这种方式能尽量避免对列车的正常运行造成干涉，但是会破坏洞身衬砌结构，对隧道暗洞的结构稳定性造成严重影响。上述两种实施方式，均要在隧道暗洞中施工，存在安装不方便的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种安装方便的辅助坑道风动力瓦斯排放系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，包括隧道明洞、辅助坑道和通风管；所述隧道明洞上开设有减压孔，所述减压孔与隧道明洞内部空间相连通；所述辅助坑道的两端均设置有封堵墙，所述封堵墙的上方开设有排风孔；所述通风管包括相连通的安装段与连接段；所述连接段的进风口与所述减压孔相连通，所述连接段的长度方向与列车行进方向L之间的夹角为钝角或直角；所述安装段的出风口延伸至辅助坑道中；保证活塞风从通风管进入辅助坑道中。进一步的，若干个所述连接段均位于安装段的同侧；所述连接段的进风口与减压孔呈一一对应关系。进一步的，所述连接段与列车行进方向L之间的夹角为钝角。进一步的，还包括喇叭口；所述喇叭口安装在连接段的进风口处，且与减压孔相连通。进一步的，所述安装段的出风口位于辅助坑道的底部。进一步的，所述减压孔设置在隧道明洞的边墙上。一种辅助坑道风动力瓦斯排放方法，包括步骤：A、在辅助坑道中的多个位置分别安装瓦斯传感器，分别测出各个位置的瓦斯浓度，以确定辅助坑道中瓦斯溢出量最大的位置；B、通风管包括相连通的连接段与安装段；将连接段与减压孔相连通，将安装段的出风口放置在辅助坑道中瓦斯溢出量最大的位置；将连接段的长度方向与列车行进方向L之间的夹角设置为钝角或直角，保证活塞风从通风管进入辅助坑道中；C、辅助坑道的两端均设置有封堵墙，在封堵墙的上方开设排风孔。进一步的，如步骤B中的所述通风管的设置方法，还包括步骤D：在连接段的进风口处安装喇叭口，喇叭口的开口与减压孔相适配。进一步的，如步骤B中的所述连接段的设置方法，还包括步骤E：设置若干个连接段，若干个连接段均间隔安装在安装段的同侧；且连接段的进风口与减压孔呈一一对应关系。进一步的，如步骤B中的所述安装段的设置方法，还包括步骤F：将安装段的出风口设置于辅助坑道的底部。进一步的，还包括进入辅助坑道内风量的计算方法：当列车驶进隧道时，其中：Q1—进入辅助坑道的风量，m3/s；V1—活塞风风速，m/s；V2—列车时速，m/s；F—隧道明洞断面面积，m2；L2—隧道明洞长度，m；t—减压孔通风时间，s；当列车驶出隧道时，其中：Q2—进入辅助坑道的风量，m3/s；V1—活塞风风速，m/s：V2—列车时速，m/s；F—隧道明洞断面面积，m2；L1—隧道长度，m；t—减压孔通风时间，s；计算进入辅助坑道中的总风量Q3＝Q1+Q2；得出从辅助坑道中排出的混合气体量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种安装方便的辅助坑道风动力瓦斯排放系统及方法，其安装方便，无须对隧道暗洞进行改造，在保持原隧道暗洞结构不变和不影响列车正常运行的前提下，利用列车进入隧道明洞形成的活塞风将辅助坑道内的瓦斯排出，有效防止瓦斯聚集。在保证隧道营运安全的同时，还具有清洁环保、节约成本、瓦斯排放次数稳定的优势。附图说明图1是本专利技术的减压孔开设在隧道明洞边墙上的结构示意图；图2是本专利技术的减压孔开设在隧道明洞顶部结构上的结构示意图；图3是本专利技术的通风管的其中一个实施例的结构示意图；图4是本专利技术的通风管的另一个实施例的结构示意图；附图标记：1-隧道暗洞；2-隧道明洞；3-辅助坑道；4-减压孔；5-封堵墙；6-通风管；601-安装段；602-连接段；7-喇叭口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如附图所示，一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，包括隧道明洞2、辅助坑道3和通风管6；所述隧道明洞2上开设有减压孔4，所述减压孔4与隧道明洞2内部空间相连通；所述辅助坑道3的两端均设置有封堵墙5，所述封堵墙5的上方开设有排风孔；所述通风管6包括相连通的安装段601与连接段602；所述连接段602的进风口与所述减压孔4相连通，所述连接段602的长度方向与列车行进方向L之间的夹角为钝角或直角；所述安装段601的出风口延伸至辅助坑道3中；保证活塞风从通风管6进入辅助坑道3中。在如图所示的实施例中，长度超过3000m的长隧道或超长隧道的隧道明洞2上开设有减压孔4，减压孔4与隧道明洞2内部的空间相连通。减压孔4可以是预设在隧道明洞2上的通孔。通风管6可以安装在隧道明洞2的外侧，方便施工。通风管6的连接段602的进风口可以通过固定件实现安装，固定件包括现有的卡箍或支架等。只需保证，通风管6的其中一端与减压孔4相连通即可。通风管6的安装段601的出风口可以穿过封堵墙5进入辅助坑道3中，也可以穿过辅助坑道3的侧壁进入辅助坑道3中。由于受到隧道侧壁的阻挡和空间限制，列车行驶进入隧道明洞2，车头不断推挤前方的空气，空气因受到挤压而压力增大，形成活塞风。通风管6的连接段602与安装段601的相连处平滑过渡，使活塞风能顺利通过。减压孔4处的压力值小于活塞风的压力值，活塞风从减压孔4进入通风管6中，再进入到辅助坑道3中，辅助坑道3中的瓦斯在活塞风的作用下，从封堵墙5上方的排风孔排出。排风孔既可以开设在其中一个封堵墙5上，又可以分别开设在两个封堵墙5上。为了使更多的活塞风进入辅助坑道3中，优选的，若干个所述连接段602本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：包括隧道明洞(2)、辅助坑道(3)和通风管(6)；/n所述隧道明洞(2)上开设有减压孔(4)，所述减压孔(4)与隧道明洞(2)内部空间相连通；/n所述辅助坑道(3)的两端均设置有封堵墙(5)，所述封堵墙(5)的上方开设有排风孔；/n所述通风管(6)包括相连通的安装段(601)与连接段(602)；/n所述连接段(602)的进风口与所述减压孔(4)相连通，所述连接段(602)的长度方向与列车行进方向L之间的夹角为钝角或直角；所述安装段(601)的出风口延伸至辅助坑道(3)中；保证活塞风从通风管(6)进入辅助坑道(3)中。/n

【技术特征摘要】
1.一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：包括隧道明洞(2)、辅助坑道(3)和通风管(6)；
所述隧道明洞(2)上开设有减压孔(4)，所述减压孔(4)与隧道明洞(2)内部空间相连通；
所述辅助坑道(3)的两端均设置有封堵墙(5)，所述封堵墙(5)的上方开设有排风孔；
所述通风管(6)包括相连通的安装段(601)与连接段(602)；
所述连接段(602)的进风口与所述减压孔(4)相连通，所述连接段(602)的长度方向与列车行进方向L之间的夹角为钝角或直角；所述安装段(601)的出风口延伸至辅助坑道(3)中；保证活塞风从通风管(6)进入辅助坑道(3)中。


2.如权利要求1所述的一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：若干个所述连接段(602)均位于安装段(601)的同侧；
所述连接段(602)的进风口与减压孔(4)呈一一对应关系。


3.如权利要求1所述的一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：所述连接段(602)与列车行进方向L之间的夹角为钝角。


4.如权利要求1所述的一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：还包括喇叭口(7)；所述喇叭口(7)安装在连接段(602)的进风口处，且与减压孔(4)相连通。


5.如权利要求1所述的一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：所述安装段(601)的出风口位于辅助坑道(3)的底部。


6.如权利要求1所述的一种辅助坑道风动力瓦斯排放系统，其特征在于：所述减压孔(4)设置在隧道明洞(2)的边墙上。


7.一种辅助坑道风动力瓦斯排放方法，其特征在于：包括步骤：
A、在辅助坑道(3)中的多个位置分别安装瓦斯传感器，分别测出各个位置的瓦斯浓度，以确定辅助坑道(3)中瓦斯溢出量最大的位置；
B、通风管(6)包括相连通的连接段(602)与安装段(601)；将连接段(602)与减压孔(4)相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩文，田和平，付弦，任光辉，
申请(专利权)人：中国十九冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51