Nghiên cứu sự hình thành bụi trong quá trình đào hầm bằng phương pháp khoan nổ mìn và biện pháp làm sạch không khí trong hầm

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp ptnt Trường đại học thuỷ lợi - - Nguyễn ngọc cương NGHIÊN CứU Sự HìNH THàNH BụI TRONG QUá TRìNH Đào hầm phương pháp khoan nổ mìn biện pháp làm không khí hầm Chuyên ngành: Xây dựng công trình thuỷ MÃ số: 60.58.40 luận văn thạc sĩ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Vị Träng Hång Hµ néi - 2012 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài tập trung nghiên cứu làm việc nghiêm túc, tác giả hoàn thành luận văn thời hạn theo quy định nhà trường giao Có kết trên, trước tiên tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo GS.TS Vũ Trọng Hồng dành nhiều thời gian, tâm huyết, tận tình hướng dẫn để tác giả hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn giảng viên khoa sau Đại học, trường Đại học Thủy lợi tận tình giảng dạy, giúp đỡ, truyền đạt kiến thức tới tác giả suốt trình học tập Đại học trình học Cao học Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Gia đình ni dưỡng, động viên tạo điều kiện tốt cho tác giả học tập nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, người ln nhiệt tình giúp đỡ tác giả để hồn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2012 Nguyễn Ngọc Cương BẢN CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn Thạc sĩ: “Nghiên cứu hình thành bụi trình đào hầm phương pháp khoan – nổ mìn biện pháp làm khơng khí hầm” đề tài cá nhân thực hiện, hướng dẫn khoa học GS.TS Vũ Trọng Hồng Các số liệu sử dụng để tính tốn trung thực, kết nghiên cứu đề tài luận văn chưa cơng bố hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm đề tài luận văn mình./ Học viên Nguyễn Ngọc Cương MỤC LỤC I Tính cấp thiết đề tài: T T II Mục đích đề tài: T T III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: T T IV Kết dự kiến đạt được: .1 T T V Nội dung luận văn: T T CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM SỰ HÌNH THÀNH BỤI VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ T TRONG Q TRÌNH THI CƠNG .4 T 1.1 Đặc điểm đào đường hầm phương pháp khoan – nổ mìn T T 1.1.1 Các phương pháp xây dựng đường hầm T T 1.1.1.1 Định nghĩa đường hầm: T T 1.1.1.2 Phân loại đường hầm: T T 1.1.2 Phương pháp đào hầm khoan nổ .5 T T 1.1.2.1 Đặc điểm công tác nổ đào hầm: T T 1.1.2.2 Tác dụng loại lỗ mìn mạng gây nổ đào hầm: T T 1.1.2.3 Nổ mìn vi sai đào hầm: T T 1.1.2.4 Công tác xúc, chuyển: T T 1.1.2.5 Công tác gia cố đất đá trình đào hầm: 15 T T 1.2 Sự hình thành bụi trình khoan, nổ mìn, xúc chuyển thi T công đường hầm 23 T 1.3 Các biện pháp sử lý bụi đường hầm .24 T T 1.3.1 Sơ lược bụi .24 T T 1.3.2 Các phương pháp xử lý 26 T T 1.3.2.1 Phương pháp lọc bụi khô .26 T T 1.3.2.2 Phương pháp lọc tĩnh điện: 28 T T 1.3.2.3 Phương pháp lọc bụi ướt: 29 T T 1.4 Kết luận chương 30 T T CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH BỤI TRONG ĐƯỜNG HẦM T BẰNG HỆ THỐNG THƠNG GIĨ 32 T 2.1 Ngun lý thơng gió đường hầm 32 T T 2.1.1 Khái niệm phân loại 32 T T 2.1.1.1 Khái niệm: 32 T T 2.1.1.2 Phân loại: .32 T T 2.1.2 Ngun lý thơng gió 33 T T 2.2 Xác định lượng khơng khí cần thồi vào hầm, bao gồm u cầu làm T bụi .33 T 2.2.1 Các loại khí sinh q trình thi cơng đường hầm .33 T T 2.2.2 Cơng thức tính tốn lượng khí cần thổi vào để hịa lỗng khí T độc 35 T 2.2.2.1 Xác định lượng khí cung cấp cho công nhân làm việc T hầm .35 T 2.2.2.2 Xác định lượng khí pha lỗng khí độc dựa vào lượng thuốc T nổ 36 T 2.2.2.3 Xác định lượng khí pha lỗng khí độc dựa vào yêu cầu làm T lỗng khí thải máy diesel tính tốn 37 T 2.2.3 Công thức tính tốn lượng khí cần hút khỏi đường hầm 38 T T 2.2.3.1 Xác định lượng khí cần hút .38 T T 2.2.3.2 Phương pháp chọn Q để thiết kế hệ thống thơng gió: 38 T T 2.3 Kết luận chương 39 T T CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG T THƠNG GIĨ 40 T 3.1 Thiết kế hệ thống thơng gió để làm bụi hầm 40 T T 3.1.1 Xác định tổng lượng khơng khí cần thổi vào hầm 40 T T 3.1.2 Xác định kích thước ống thơng gió 40 T T 3.1.3 Tính tổn thất áp lực ống 41 T T 3.1.4 Tổn thất áp lực cửa cửa vào .42 T T 3.1.5 Tỷ lệ rò rỉ khơng khí 42 T T 3.1.6 Tính khối lượng khơng khí áp lực mà quạt cung cấp 42 T T 3.1.6.1 Xác định cơng suất máy thơng gió 42 T T 3.1.6.2 Xác định áp lực máy thông gió 43 T T 3.1.6.3 Xác định công suất động điện để kéo quạt 44 T T 3.1.6.4 Chọn quạt máy thơng gió 44 T T 3.2 Bố trí hệ thống thơng gió theo gương hầm q trình đào T hầm 46 T 3.2.1 Đặc thù phương pháp đào hầm u cầu thơng gió .46 T T 3.2.2 Sơ đồ hệ thống quạt theo gương hầm, bố trí số lượng quạt máy T T 50 3.2.3 Bố trí đường ống phụ kiện khác .51 T T 3.2.3.1 Xác định kích thước ống thơng gió .51 T T 3.2.3.2 Bố trí ống thơng gió 52 T T 3.2.3.3 Lắp đặt ống thơng gió .53 T T 3.3 Kết luận chương 53 T T CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG BỐ TRÍ HỆ THỐNG THƠNG GIĨ CĨ XÉT ĐẾN T YẾU TỐ BỤI KHI THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM CỦN 55 T 4.1 Giới thiệu cơng trình thủy điện Nậm Củn 55 T T 4.1.1 Vị trí cơng trình .55 T T 4.1.2 Nhiệm vụ cơng trình .55 T T 4.1.3 Cấp quy mơ cơng trình .56 T T a) Cấp cơng trình: .56 T T b) Quy mơ cơng trình: .56 T T 4.1.4 Các hạng mục công trình .56 T T a) Đập dâng: 56 T T b) Đập tràn: .57 T T c) Tuyến lượng: 57 T T 4.2 Đặc điểm thi công đường hầm dẫn nước nhà máy thủy điện Nậm T Củn 59 T 4.3 Tính tốn bố trí hệ thống thơng gió có xét đến yếu tố bụi phù hợp T với cơng trình .61 T 4.3.1 Mở đầu: 61 T T 4.3.2 Tính tốn chọn quạt gió 61 T T 4.3.2.1 Các số liệu đầu vào: .61 T T 4.3.2.2 Tính tốn lưu lượng gió cần thiết cho gương đào: .63 T T 4.3.2.3 Kiểm tra kích thước ống thơng gió: .64 T T 4.3.2.4 Tổn thất áp lực ống: 64 T T 4.3.2.5 Tổn thất áp lực cửa ra, cửa vào: 64 T T 4.3.2.6 Tỷ lệ rị rỉ khơng khí: .64 T T 4.3.2.7 Tính khối lượng khơng khí áp lực mà quạt cung cấp: .65 T T 4.4 Kết luận chương 66 T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 T T T T T T Kết luận .67 T T Kiến Nghị .69 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 T T DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Đào đường hầm toàn mặt cắt TU T U Hình 1-2: Sơ đồ đào phần (nửa nửa dưới) TU T U Hình 1-3: Các dạng lỗ mìn nổ mìn lỗ nơng TU T U Hình 1-4: Các dạng bố trí lỗ mìn tạo rãnh TU T U Hình 1-5: Nổ mìn vi sai TU T U Hình 1-6: Kíp nổ vi sai thi công đào hầm TU T U Hình 1-7: Sơ đồ nhánh đường vận chuyển cắt .12 TU T U Hình 1-8: Sơ đồ đổi chỗ toa xe hầm nhánh H 12 TU T U Hình 1-9 TU T U TU Hình 1-10 13 T U Hình 1-11: Trợ giúp cho việc quay xe kích thước gương đào nhỏ 15 TU T U Hình 1-12: Kết cấu Neo (anke) 18 TU T U Hình 1-13: Các loại Neo 19 TU T U Hình 1-14: Kết cấu khung kiểu vòm thép .22 TU T U Hình 1-15: Khoan gia cố trước 23 TU T U Hình 1-16: Cấu tạo buồng lắng bụi đơn kép 26 TU T U Hình 1-17: Sơ đồ nguyên lý thiết bị cyclon 27 TU T U Hình 1-18: Hệ thống lọc bụi túi vải .28 TU T U Hình 3-1: Quạt thơng gió sử dụng thi công hầm 46 TU T U Hình 3-2: Sơ đồ đào kèm theo hệ thống thơng gió đến gương hầm 46 TU T U Hình 3-3: Thơng theo sơ đồ thổi: 47 TU T U Hình 3-4: Thơng theo sơ đồ hỗn hợp 47 TU T U Hình 3-5: Thơng theo sơ đồ thổi có sử dụng lỗ khoan thơng gió 48 TU T U Hình 3-6: Thơng theo sơ đồ thổi với nhiều quạt nối tiếp 48 TU T U Hình 3-7: Thơng gió theo sơ đồ thổi có thiết bị điều chỉnh khơng khí 49 TU T U Hình 3-8: Thơng theo kiểu hầm lị 49 TU T U Hình 3-9: Thơng gió hầm xuyên 50 TU T U Hình 3-10: Ống thơng gió .53 Hình 4-1: Sơ đồ đào khoan nổ bố trí thơng gió đường hầm 60 TU TU T U T U DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng1-1: Nồng độ cho phép bụi khơng khí 26 TU T U Bảng 2-1: Nồng độ cho phép số khí hầm .34 TU T U Bảng 2-2: Khối lượng khí độc sinh 37 TU T U Bảng 3-1:Hệ số dự trữ công suất động .44 TU T U Bảng 3-2: Đặc tính máy thơng gió 45 TU T U Bảng 4-1: Hệ thống thơng gió đường hầm cơng trình Nậm Củn 61 TU T U Bảng 4-2: Bảng tổng hợp thiết bị hệ thống thơng gió 66 TU T U MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: Ở Việt Nam đường hầm phát triển thập kỷ gần đây, lĩnh vực xây dựng cơng trình thủy lợi – thủy điện, giải pháp đường hầm sử dụng nhiều như: nhà máy thủy điện Hịa Bình, Nậm Chiến, Nậm Củn, A Vương, Đại Ninh, Bản Vẽ, Bắc Bình, Đồng Nai nhiều nhà máy thủy điện khác Phương pháp đào đường hầm phổ biến khoan – nổ, nhược điểm phương pháp khoan – nổ hình thành nhiều bụi q trình thi cơng Do đề tài mang tính cấp thiết để nghiên cứu làm khơng khí đường hầm có xét đến bụi II Mục đích đề tài: Sự hình thành bụi trình đào hầm phương pháp khoan – nổ mìn; Thiết kế bố trí hệ thống thơng gió làm bụi đường hầm áp dụng cho cơng trình đường hầm nhà máy thủy điện Nậm Củn; III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp tổng hợp thống kê tài liệu lý thuyết, thực nghiệm, thực tế nghiên cứu hình thành bụi biện pháp để làm khơng khí Áp dụng cho cơng trình thực tế IV Kết dự kiến đạt được: Giới thiệu biện pháp nghiên cứu hình thành bụi phương pháp khoan – nổ mìn đào hầm 56 4.1.3 Cấp quy mơ cơng trình a) Cấp cơng trình: + Theo lực phục vụ: cơng trình có cơng suất lắp máy Nlm = 40,0MW nên cấp thiết kế cơng trình cấp III + Theo đặc tính kỹ thuật hạng mục cơng trình thuỷ: đập bê tông xây dựng đá cao Hmax= 33m nên cấp thiết kế cơng trình cấp III Như vậy, cấp cơng trình đầu mối thủy điện Nậm Củn cấp III Theo đó, suất tính tốn lũ thiết kế, kiểm tra sau: - Lưu lượng lũ thiết kế P= 1,0% - Lưu lượng lũ kiểm tra P= 0,2% b) Quy mô công trình: Các thơng số cơng trình thủy điện Nậm Củn: - Cấp cơng trình: III - Mực nước dâng bình thường MNDBT: 385m; - Mực nước chết: 380m; - Dung tích tồn W tb : 1,631x106m3 - Dung tích hữu ích W hi : 0,604x106m3 - Cơng suất lắp máy N lm : 40MW; - Công suất đảm bảo N đb : 5,54MW; R R R P R R P R R R - Điện lượng bình quân năm E : R 162,267x106KW.h R P - Lưu lượng phát điện max Q tđ max : R 4.1.4 Các hạng mục cơng trình a) Đập dâng: R P 50,84m3 P P P P P P 57 - Kết cấu đập bê tông cốt thép M200; - Chiều rộng đỉnh đập: 5,0m; - Cao trình đỉnh đập: 388m; - Nền đập đặt đá: IIA or IB b) Đập tràn: - Tràn xả tự bố trí đỉnh đập - Mặt cắt ngang tràn dạng Ôfixerốp - Kích thước tràn: 4x10m; - Cao trình ngưỡng tràn: 369m; - Hình thức tiêu sau đập tràn: Bể c) Tuyến lượng: Tuyến lượng kiến nghị lựa chọn tuyến 1A (Trong giai đoạn Dự án đầu tư) Bố trí hạng mục tuyến lượng phương án theo trình tự từ thượng lưu đến hạ lưu gồm có: Cửa nhận nước, đường hầm dẫn nước, tháp điều áp, đường ống áp lực, nhà máy thuỷ điện trạm OPY * Cửa nhận nước - Kết cấu cửa nhận nước bê tông cốt thép - Cao độ ngưỡng cửa nhận nước: 271,5m; - Kích thước cửa van vận hành: (4,0x4,0)m; - Kích thước lưới chắn rác: (6,5x7,0)m; - Kiểu van vận hành: Phẳng + bánh xe; - Kích thước cửa van sửa chữa: (4,0x4,0)m * Đường hầm dẫn nước vào nhà máy 58 - Lưu lượng thiết kế: - Đường kính hầm: D = 4m; - Tổng chiều dài: 3404m; Trong đó: + Hầm ngang đào đá: 3309m; + Hầm hở: 95m; * Tháp điều áp - Kiểu tháp: Trụ hở; - Đường kính: 10m; - Cao trình đỉnh: 409m; - Cao trình đáy: 355m; - Chiều cao tháp lộ thiên: 32m; - Chiều cao tháp đào đá: 22m; * Đường ống áp lực - Hình thức ống: Thép hợp kim; - Đường kinh ống: 3,5m; - Chiều dày ống: 16÷22mm; - Vận tốc lớn ống: 5,2m/s; * Nhà máy thuỷ điện - Loại nhà máy: Đường dẫn - Số tổ máy: 02 tổ máy - Công suất lắp máy: 40MW - Loại tuốc bin: Francis 59 - Lưu lượng lớn qua nhà máy: 50,84m3/s; - Kích thước (BxL): 15x11m - Cao trình đặt tuabin: 269,5m P P * Kênh xả - Mặt cắt kênh hình thang với bề rộng đáy: B = 12m; - Chiều dài kênh: 40m * Trạm phân phối điện 110KV - Kích thước (BxL): 38x65m; - Cấp điện áp: 110kV; - Máy biến áp tăng áp: biến áp 4.2 Đặc điểm thi công đường hầm dẫn nước nhà máy thủy điện Nậm Củn Đường dẫn nước vào nhà máy thuỷ điện có kết cấu chủ yếu đường hầm đào đá đoạn hầm hở Sau cửa nhận nước đoạn hầm ngang đào đá lớp IIB Chiều dài theo tim đoạn hầm theo phương ngang 377,5m, độ dốc hầm 0,75%, có tiết diện ngang hình trịn đường kính D=4,0m Cao độ tim đường hầm đầu đoạn 373,5m, cao độ tim đường hầm cuối đoạn 370,67m Dọc theo đoạn đường hầm theo kết khảo sát có đứt gẫy bậc IV cắt qua đường hầm Đường hầm dẫn nước đào theo biện pháp khoan nổ thơng thường với hình thức đào tồn tiết diện Sau đoạn hầm đoạn hầm hở nằm ngang có chiều dài 95m, độ dốc hầm 0,75% chia làm hai phân đoạn Hai phân đoạn ngăn cách khe co giãn nhiệt Đường hầm hở cấu tạo BTCT M250, dày 1,5m, có tiết diện ngang hình trịn đường kính D=4,0m Tim đầu đoạn hầm hở 60 cao độ 370,67m, cuối đoạn 370,04 Đường hầm hở đặt chủ yếu lớp IB IIA Sau đoạn hầm hở đoạn hầm ngang đào đá lớp IIA,IIB Chiều dài theo tim đoạn hầm theo phương ngang 2931,5m tính đến tim tháp điều áp, độ dốc hầm 0,75% Cao độ tim đường hầm đầu đoạn 370,04m, cao độ tim đường hầm cuối đoạn 347,97m Dọc theo đoạn đường hầm theo kết khảo sát có 12 đứt gẫy bậc IV cắt qua đường hầm Đường hầm dẫn nước đào theo biện pháp khoan nổ thơng thường với hình thức đào tồn tiết diện Công tác thi công đào hầm thực từ hầm phụ số dài 120m hầm phụ số dài 150m với ba gương đào Đ-01; Đ-02 Đ-03: + Từ Đ-01 đến cửa vào dài 472,5m; + Từ Đ-01 đến Đ-02 dài 2000m; + Từ Đ-03 đến Đ-02 dài 600m; + Từ Đ-03 đến cửa dài 331,5m; Với đoạn hầm qua vùng địa chất tốt, gia cố tạm khoan neo, treo lưới thép phun vẩy bê tông Với đoạn hầm qua vùng địa chất yếu, gia cố tạm vịm thép đổ bê tơng Đổ bê tơng vỏ cố định cốp pha di động bơm bê tông theo sau việc đào gia cố tạm Hình 4-1: Sơ đồ đào khoan nổ bố trí thơng gió đường hầm 61 Bảng 4-1: Hệ thống thơng gió đường hầm cơng trình Nậm Củn Từ cửa vào Quạt đặt cửa Hướng (1) (2) Quạt đặt cửa (3) (4) Vị trí - Hầm phụ 120m + ngược (1) 472,5m - Hầm phụ 120m + xuôi (2) 2000m - Hầm phụ 150m + ngược (3) 600m - Hầm phụ 150m + xuôi (4) 331,5m Chiều dài ống 592,5m 2120m 750m 481,5m 4.3 Tính tốn bố trí hệ thống thơng gió có xét đến yếu tố bụi phù hợp với cơng trình 4.3.1 Mở đầu: Thiết kế đưa sơ đồ thơng gió thi cơng hầm phụ số hầm phụ số gương đào Đ-01; Đ-02 Đ-03 hầm dẫn nước cơng trình thủy điện Nậm Củn, chiều dài gương đào sau: - Hầm phụ số dài 120m; - Hầm phụ số dài 150m; - Từ Đ-01 đến cửa vào dài 472,5m; - Từ Đ-01 đến Đ-02 dài 2000m; - Từ Đ-03 đến Đ-02 dài 600m; - Từ Đ-03 đến cửa dài 331,5m; 4.3.2 Tính tốn chọn quạt gió 4.3.2.1 Các số liệu đầu vào: - Chiều dài tính toán cho gương hầm (m) L = 600m 62 - Chiều dài chu kỳ đào (m) L ck = R R - Tiết diện ngang hầm (m2) P P S = 12,56 - Số người làm việc tối đa hầm (người) N = 10 - Lượng khí cần thiết cấp cho người làm việc hầm (m3/phút) P P qn = R R - Khoảng cách từ cuối ống thơng gió đến gương đào (m) L z = 20 R R - Thời gian thơng gió sau nổ mìn (phút) t = 10 - Đường kính ống gió mềm (m) D = 0,6 R R - Diện tích ống gió (m2) P P S D1 = 0,283 R R - Chi phí thuốc nổ cho 1m3 đá (kg/m3) P P P P m = 0,5 - Lượng Ôxit cacbon tạo nổ 1kg thuốc nổ Enoki-dynamite No.2 (m3) P P = 8*10-3 P - Số máy móc làm việc đồng thời hầm: n=2 P 63 - Lượng khí cần thổi vào hầm tương ứng với 1KW (m3/phút.KW) P P q=3 - Tỷ lệ làm việc thiết bị α = 0,4 - Hệ số tổn thất áp lực ống thơng gió, ống gió mềm λ = 0,025 - Trọng lượng riêng khơng khí γ = 1,2 - Hệ số tổn thất áp lực cửa cửa vào ε r = 1; ε v = 0,03 R R R R - Tỷ lệ rị rỉ khơng khí 100m dài ống (ống mềm) β = 0,015 4.3.2.2 Tính tốn lưu lượng gió cần thiết cho gương đào: - Theo số người làm việc tối đa hầm: Lưu lượng gió cần thiết (m3/phút) P P Q h1 = qn N k = 6.10.1,5 = 90 m3/phút R R P P - Theo điều kiện hịa tan khí độc sau nổ mìn Lưu lượng tiêu hao thuốc nổ cho chu kỳ đào lớn (kg) V = S.L ck m = 12,56.4.0,5 = 25,12 kg R R Lưu lượng gió cần thiết (m3/phút) P Q h2 = R R P V K P 25,12.0,4.8.10 −3 = 160,77 m3/phút = −6 α t 50.10 10 P P - Theo lượng khí thải động đốt làm việc hầm: 64 Lưu lượng gió cần thiết (m3/phút) P P Q h3 = H.q.α = (100+80).3.0,4 = 216 m3/phút R R - Theo điều kiện làm bụi hầm: Lưu lượng gió cần thiết (m3/phút) P P Q h4 = 15.π.D2.V lay động hạt = 15.3,14.0,62.5,24 = 89 m3/phút R R P P R R P P P P Tổng lượng khí cần thổi vào hầm (m3/phút): P P Q = Q h1 + max (Q h2 , Q h3 ,Q h4 ) = 90 + 216 = 306 m3/phút R R R R R R R R P P 4.3.2.3 Kiểm tra kích thước ống thơng gió: + Kiểm tra tốc độ gió ống D = 0,6 m V = Q 306 = 18,05 m/s 15πD 15.3,14.0,6 V = 18,05 (m/s) > V lay động = 3,68÷5,24 (m/s) R R Đường kình ống thơng gió chọn thỏa mãn điều kiện hút bụi hầm 4.3.2.4 Tổn thất áp lực ống: Tổn thất dọc đường ống (mmAg) hd = λ L V2 600.1,2 γ = 0,025 .18,05 = 498 mmAg D 2g 0,6.2.9,81 4.3.2.5 Tổn thất áp lực cửa ra, cửa vào: Tổn thất cục (mmAg) hc = ∑ ε γ 2g V = 1,03 1,2 18,05 = 20,5 mmAg 2.9,81 Tổng tổn thất áp lưc: hj= hd + hc = 498 + 20,5 = 518,5 mmAg 4.3.2.6 Tỷ lệ rị rỉ khơng khí: Tỉ lệ rị rỉ qua ống: 65 m=β L 600 = 0,09 = 0,015 100 100 4.3.2.7 Tính khối lượng khơng khí áp lực mà quạt cung cấp: Lưu lượng quạt máy lựa chọn (m3/phút): P P Q 306 = 336,3 m3/phút = − m − 0,09 Qq = P P Công suất quạt tính sau: N quạt = Q q h j /(60.102.σ q ) = R R R R R R R R 336,3.518,5 = 33,5 KW 60.102.0,85 Áp lực của máy thơng gió xác định (mmAg): hq = hj 1− m = 518,5 = 569,8 mmAg − 0,09 Công suất động điện để kéo quạt xác định sau: N dc = N quạt k/σ td = R R R R R R 33,5.1,05 = 37 KW 0,95  Căn vào nhà sản xuất => chọn quạt ký hiệu BM – 12 có thông số kỹ thuật sau: - Quạt đảo chiều: hút thổi - Công suất quạt: 600-1920 m3/phút P P - Công suất động cơ: 20-110KW - Áp lực quạt: 650-3600 (mmAg) 66 Bảng 4-2: Bảng tổng hợp thiết bị hệ thống thơng gió Các hướng đào (1) (2) (3) (4) BM - 12 x chiều Ống mềm φ600 572,5m 2100m 730m 461,5m Quạt đảo chiều 4.4 Kết luận chương Sử dụng biện pháp thơng gió để làm bụi hầm ứng dụng thực tế tính tốn thơng gió thi cơng đường hầm cho cơng trình thủy điện Nậm Củn tác giả bố trí hệ thống thơng gió cho cơng trình sau: Hệ thống thơng gió bố trí quạt đảo chiều ký hiệu BM – 12 x chiều tổng chiều dài ống thơng gió mềm D = 600mm 3864m Hệ thống quạt đảo chiều hoạt động sau: - Ngay sau nổ mìn, lượng khí độc CO lượng bụi tỏa hầm, tiến hành hút để làm khí độc bụi hầm - Sau công đoạn hút tiến hành sơ đồ thổi để đưa khơng khí vào hầm 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tác giả vận dụng kiến thức nâng cao chương trình đào tạo cao học Trường Đại học Thuỷ Lợi thực tế để nghiên cứu hình thành bụi đào hầm phương pháp khoan nổ mìn biện pháp làm khơng khí hầm - Phương pháp nổ mìn đào hầm phương pháp thi cơng tiên tiến, tăng nhanh tốc độ thi công, giảm nhẹ, tiết kiệm sức lao động, giảm bớt việc sử dụng máy móc, thiết bị, công cụ để thi công Khi đào đường hầm đá cứng phải tiến hành công tác khoan nổ Phương pháp sử dụng để đào toàn mặt cắt gương hầm đào chia nhỏ mặt cắt gương hầm; sử dụng cho thi công đường hầm nằm núi hay vùng dân cư thưa thớt - Khi đào đường hầm mà phưong pháp khoan nổ mìn thường xuất nhiều bụi khí độc hại thải Như cơng tác nổ mìn thải CO2 CO, H2S, NO khí độc khác; Khoan nổ tạo nhiều bụi silic, SiO2 nguy hiểm cho đường hô hấp; công tác xúc chuyển bụi khí độc hại thải từ xe vận chuyển, máy xây dựng, động đốt v.v - Để hút bụi hầm phương pháp thơng gió ta cần xác định đường kính hạt bụi cần hút để từ lựa chọn đường kính ống tính tốn lượng khí cần thiết để bút bụi hầm Khi đào đường hầm, hầm thường xuyên xuất nhiều loại khí hỗn hợp khí độc hại người, khí CO2, CO, H2S, NO, SiO2 … Các khí sinh nổ mìn, q trình vận hành máy sử dụng Diessel, sinh từ đất Nếu nồng độ loại khí vượt ngưỡng cho phép gây chết người gây cháy nổ Vì phải làm giảm nồng độ chúng xuống mức cho phép biện pháp thơng gió 68 Trong thực tế nổ mìn máy khơng làm việc nên để chọn lưu lượng Q thiết kế ta tính: Q = Q + max(Q ; Q ; Q ) R R R R R R R R Thiết kế hệ thống thơng gió q trình thi cơng đường hầm nhằm mục đính có hiệu thơng gió cao chi phí hợp lý Tương ứng với sơ đồ thơng gió mà đưa thiết kế hệ thống thơng gió cho sơ đồ khác Dựa vào yêu cầu khơng khí đưa vào hầm như: u cầu khí cho cơng nhân làm việc, u cầu khí pha lỗng khí độc nổ mìn, u cầu khí pha lỗng khí độc xe máy hoạt động hầm tạo ra, yêu cầu khí làm bụi hầm sơ đồ thơng gió đưa cơng thức tính tốn lưu lượng gió cần thiết đưa vào hầm Từ lượng gió tính tốn có tính tốn cơng suất quạt máy Cuối dựa vào kết tính tốn lựa chọn thơng số quạt máy thích hợp Khi lựa chọn máy quạt thích hợp từ q trình thiết kế hệ thống thơng gió, giai đoạn thi cơng hệ thống thơng gió Việc thơng gió đạt hiệu cao hay thấp phụ thuộc nhiều vào q trình thi cơng Ống thơng gió thiết bị để chuyển khơng khí từ quạt máy vào sâu hầm Để lượng khí hầm đạt tiêu chuẩn thiết kế thi cơng phải xác định kích thước ống thơng gió lắp đặt hợp lý Sử dụng biện pháp thơng gió để làm bụi hầm ứng dụng thực tế tính tốn thơng gió thi cơng đường hầm cho cơng trình thủy điện Nậm Củn tác giả bố trí hệ thống thơng gió cho cơng trình sau: Hệ thống thơng gió bố trí quạt đảo chiều ký hiệu BM – 12 x chiều tổng chiều dài ống thơng gió mềm D = 600mm 3864m Hệ thống quạt đảo chiều hoạt động sau: - Ngay sau nổ mìn, lượng khí độc CO lượng bụi tỏa hầm, tiến hành hút để làm khí độc bụi hầm - Sau công đoạn hút tiến hành sơ đồ thổi để đưa khơng khí vào hầm 69 Kiến Nghị Giới thiệu biện pháp nghiên cứu hình thành bụi phương pháp khoan – nổ mìn đào hầm Sử dụng biện pháp thơng gió để làm bụi hầm Ứng dụng thực tế tính tốn thơng gió thi cơng đường hầm cho cơng trình thủy điện Nậm Củn Hà Nội, tháng năm 2012 Học viên Nguyễn Ngọc Cương 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Tài liệu tiếng Việt GS.TS Trần Ngọc Chấn Kỹ thuật Thơng Gió nhà xuất Xây Dựng,Hà Nội,1998 TS Ngô Duy Động Kỹ thuật thông gió xử lý khí thải,nhà xuất Giáo Dục Hồng Hiền Thơng gió khí-nhà xuất Xây Dựng,Hà Nội,2000 Bùi Sỹ Lý-Hồng Thị Hiền Thơng gió-nhà xuất Xây Dựng 2) Tài liệu tiếng Nga Baturin, V.V Cơ sở thơng gió cơng nghiệp.Tái lần thứ 3.Nhà xuất cơng đồn Liên Xơ, 1965 Bogoslovski V.N Nhiệt vật lý xây dựng Matscơva,1970 Bromlay M.F Sưởi ấm thơng gió phân xưởng đúc.Nhà xuất cơng đồn, Matscơva, 1955 Danhin E.H Philippov U.M Thơng gió cấp nhiệt xí nghiệp cơng nghiệp cơng nghiệp xây dựng.Lêningrat,1970 Đomoratski S.I Sổ tay lắp hệ thống thông gió cơng nghiệp.Matscơva,1976 Kamenhep M.P Hệ thống máy quạt.Matscơva,1967 ... phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM SỰ HÌNH THÀNH BỤI VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ TRONG Q TRÌNH THI CƠNG 1.1 Đặc điểm đào đường hầm phương pháp khoan – nổ mìn 1.2 Sự hình thành bụi. .. dự kiến đạt được: Giới thiệu biện pháp nghiên cứu hình thành bụi phương pháp khoan – nổ mìn đào hầm 2 Sử dụng biện pháp thơng gió để làm bụi hầm Ứng dụng cho cơng trình thực tế V Nội dung luận... Sự hình thành bụi trình khoan, nổ mìn, xúc chuyển thi công đường hầm Khi đào đường hầm phưong pháp khoan nổ mìn thường xuất nhiều bụi khí độc hại thải Cụ thể: - Nổ mìn: Thải CO CO, H S, NO khí