[发明专利]一种隧道掌子面循环供风系统

说明书

本发明公开了一种隧道掌子面循环供风系统，涉及隧道通风领域，其掌子面由正洞风机和除尘器风机向气室共同供风，并通过气室风机向掌子面供风，气室还连接有除尘器。本发明通过在隧道预设距离处设置气室容纳正洞风机吹入的自然风，并通过隧道风机吸收隧道内预设距离处与掌子面之间的隧道污气，处理后输入至气室，再通过气室风机将混合风输出至掌子面，利用隧道污气的回收再利用，使得正洞风机无需根据供风量需要长距离满额输出，一部分供风量由隧道风机短距离提供，从而减小掌子面通风机组的总装机功率。

技术领域

本发明涉及隧道通风领域，具体涉及一种隧道掌子面循环供风系统。

背景技术

在长大隧道多掌子面施工过程中，隧道内污染空气均由洞外风机(正洞风机)压入新鲜空气进行置换，风机功率和隧道通风长度呈立方比的关系，当隧道距离4000m(隧道截面积，由于地质原因，存在暗河、喀斯特地质等不稳定地貌的存在，不能借助斜井或竖井进行通风)时，一个掌子面的风机装机功率可达1500kw以上，而此时若有多个掌子面需要同时通风，那么风机组装机功率将非常之大，施工现场配电设施不能满足风机运行电力需求，且通风能耗非常大，现场无法接受。

因此，如何提供一种长大隧道对各个掌子面进行施工的可控循环通风节能系统设计方法，并在满足通风效果的情况下，减小通风机组总装机功率，降低能耗，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

现有技术中，如公开号为CN104879157A的中国专利，公开了一种公路隧道施工通风结构及其通风量控制方法。该申请的通风结构包括进风巷和回风巷，所述进风巷和回风巷前端为掌子面，所述进风巷和回风巷前段连通有的前段横通道，所述进风巷中设置有朝向隧道前端的风机，所述回风巷中设置有背向隧道前端的风机，所述前段横通道与隧道洞口之间还设置有至少一个与前段横通道同时通风的中段横通道，所述中段横通道连接于进风巷和回风巷之间，所述前段横通道和各中段横通道内均设置有朝向回风巷的风机。采用该通风结构及其通风量控制方法在保证污染物浓度保持在设计范围内的基础上，可极大程度地降低能耗，并且通过各横通道的进风量，还可实现回风巷污染物浓度的分段控制。

然而该申请采用的是双通风巷，利用双通风巷形成风路环路，从而实现新鲜空气的压入与污染空气的排出，但该方法并不适用于采用单通风巷的隧道建设，无法通过该方法实现空气的循环，同时也达不到降低通风机组总装机功率的目的。

发明内容

为解决上述问题，提供一种长大隧道多掌子面施工可循环通风的系统，同时能够适用于多种施工环境，本发明提出了一种隧道掌子面循环供风系统，所述掌子面由正洞风机和除尘器风机向气室共同供风，并通过气室风机向掌子面供风，气室还连接有除尘器，其中

正洞风机，用于吸收隧道外空气输出自然风并通过第一风筒输出至气室；

除尘器风机，用于将隧道预设距离处与掌子面之间的隧道污气输入至除尘器；

除尘器，用于将隧道污气净化并输出过滤风至气室；

气室，用于容纳自然风与过滤风混合而成的混合风；

气室风机，用于根据供风量公式将混合风按供风量计算值通过第二风筒输出至掌子面。

进一步地，所述供风量公式为：

式中，Q_fan7气室风机供风风量，Q_max为掌子面作业风量,L为通风极限距离，k为百米漏风率。

进一步地，所述掌子面作业风量的计算公式为：

Q_max＝Max(Q₁,Q₂,Q₃)