瓦斯施工

瓦斯施工（精选十篇）

瓦斯施工 篇1

某公路隧道全长为1 527 m, 纵向坡度为1.06%, 采用上下台阶开挖, 格栅拱锚喷初期支护、钢筋混凝土二次衬砌。该隧道所穿过的地层为三叠系白果湾组、侏罗系益门组。三叠系白果湾组为煤系地层, 以砂质泥岩、泥砂岩为主, 多处含薄煤层;侏罗系益门组为泥岩、泥灰岩。根据地质详勘报告, 瓦斯涌出量为1.216 1 m3/min, CO2涌出量为0.521 2 m3/min, 设计为高瓦斯隧道。

1 施工期间防治瓦斯的主要措施

1.1 培训

1) 施工前, 由煤炭科学研究总院重庆研究院的专业技术人员对所有作业人员和管理人员进行培训, 通过考试后方可上岗。

2) 在施工过程中, 对新到人员进行不定期培训。

通过培训, 让所有人员对隧道施工期间的瓦斯防治有了全面的了解、认识, 使《隧道施工期间瓦斯防治方案》在施工中得以有效实施。

1.2 编制《隧道施工期间瓦斯防治方案》

《隧道施工期间瓦斯防治方案》由煤炭科学研究总院重庆研究院与项目部共同编制, 其内容包括:隧道基本情况、编制依据、瓦斯工区等级的划分及确定方法、瓦斯防治技术方案、安全责任制等。在瓦斯防治技术方案中, 分别就非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区提出了全面的技术方案。方案经专家组审查后组织实施。

《隧道施工期间瓦斯防治方案》对隧道施工期间的瓦斯防治工作进行了全面、纲领性的规定和要求, 但不可能对施工期间可能出现的各种特殊情况提出解决办法, 因此, 在施工期间遇特殊情况时, 还应及时根据具体情况制订相应的安全技术措施以保证施工安全。

1.3 超前钻探

超前钻探的目的在于探明掌子面前方的煤层、瓦斯情况, 同时对围岩、地质构造、涌水也能进行简单的判别。

采用ZY-750D型煤矿用液压钻机实施超前钻探, 该钻机额定钻孔深度为150 m, 钻孔直径65~90 mm, 可通过选用钻头以满足要求。隧道每循环施工2个超前钻孔, 钻孔深度80~100 m, 搭接长度5 m, 钻孔孔径75 mm。超前钻孔仰角0°~10°, 钻孔过程中由瓦斯检查员按规定进行钻孔内瓦斯检查, 地质工程师观察前方地质构造和煤层情况, 并做好记录。超前钻探结束后编写超前钻探报告, 对该段隧道的开挖提出相应的安全技术措施。

1.4 施工期间的通风与管理

每个洞口在洞外20 m以远处安设2台2×110 kW对旋式隧道通风机, 其中1台运转, 1台备用。采用Φ1 500 mm阻燃抗静电风筒通风。施工期间实施连续通风, 保证隧道内风速不低于15 m/min。风筒口距离掌子面不超过15 m, 风筒应吊挂平直, 发现破损及时修补或更换。

采用双风机、双电源, 在1台风机因故停止运转时, 备用风机能在15 min内启动。因故停风后重新启动风机前, 由瓦斯检查员检查隧道内瓦斯, 并根据有关规定采取措施进行排放[1] 。

测风工至少每旬对隧道通风量进行一次测定, 更换风机、风筒以及其他特殊情况时应加强风量测定工作, 及时发现隧道通风中存在的隐患, 并填写测风报表[2] 。

1.5 瓦斯检测体系

瓦斯检测体系由CJG10型便携式光干涉甲烷测定器、AZJ-2000型沼气检测报警仪、KJZ08型瓦斯监控系统组成。每个洞口配备2台CJG10型便携式光干涉甲烷测定器供专职瓦斯检查员使用, 其中1台备用。每个洞口配备10台AZJ-2000型沼气检测报警仪供管理人员、班 (组) 长、放炮员、电焊工等特殊工种人员使用。

隧道进口安装1套KJZ08型瓦斯监控系统, 其布置如图1所示。

瓦斯监控系统具有 “风电闭锁、瓦斯电闭锁”功能[1] , 即当向隧道内供风的风机停止运转时, 安装在风机供电电缆上的GT-L (A) 设备开停传感器将信号传输到分站, 分站通过KJD-18馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电;布设在隧道内掌子面、二衬台车前和回风处的低浓度沼气传感器连续监测隧道内瓦斯浓度, 当瓦斯浓度达到设定的报警点时, 传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警;当瓦斯浓度达到设定的断电点时, 传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警, 同时通过KJD-18 馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电。

低浓度沼气传感器吊挂时距隧道顶部200~300 mm。掌子面的2个低浓度沼气传感器分别吊挂于拱顶中线位置和距中线3~4 m的拱肩部位, 放炮时由瓦斯检查员将传感器后移至安全位置, 放炮后及时复位。隧道出口暂时在非瓦斯工区施工, 因此未安装瓦斯监控系统。

2 施工期间的现场管理

1) 队伍组织。

洪福隧道专业瓦斯检测队伍由8名瓦斯检查员、4名瓦斯监控工、2名打钻工、1名通风工组成, 所有人员均持证上岗。由1名专业技术人员负责管理。

2) 设备管理。

由专业瓦斯检测队伍负责对所有瓦斯防治设备、仪器进行管理、维护。CJG10型便携式光干涉甲烷测定器由有资质的检定部门检定合格后方可投入使用;AZJ-2000型沼气检测报警仪和瓦斯监控系统的低浓度沼气传感器由瓦斯监控工每周进行1次调校;瓦斯监控系统的自动断电功能由瓦斯监控工与电工每周进行1次检查。

3) 洞口管理。

洞口设值班室, 实行24 h检身制度, 杜绝火种进入洞内;进、出人员实行翻牌、登记管理。

4) 瓦斯浓度控制标准。

隧道内任何地点瓦斯浓度不超过0.3%时可进行洞内作业;瓦斯浓度为0.3%~0.5%时, 行走式机电设备熄火, 应引起高度重视, 分析原因, 并积极采取相应措施进行处理;瓦斯浓度达到0.5%以上时, 停止隧道内一切作业, 行走式机电设备熄火, 分析原因, 采取相应措施进行处理, 直到瓦斯浓度不超过0.3%时可恢复作业;瓦斯浓度达到0.8%以上时, 停止隧道内一切作业, 撤出所有人员, 切断所有非本质安全电气设备电源, 分析原因, 采取相应措施进行处理, 直到隧道内瓦斯浓度不超过0.3%时方可恢复作业。

3 隧道进口施工期间瓦斯涌出的特点与防治效果

1) 隧道进口施工期间瓦斯涌出源分析。

根据瓦斯检测结果, 结合掌子面围岩情况, 可以得出结论:洪福隧道进口上台阶掌子面瓦斯涌出主要来源于隧道穿过的薄煤层或煤线, 在隧道围岩为炭质泥岩时也有一定的瓦斯涌出。

2) 隧道进口施工期间瓦斯涌出的特点。

超前钻探结果和实际揭露情况表明, 隧道进口多处穿过薄煤层或煤线、炭质泥岩, 揭穿的煤层最厚一层为0.7 m。瓦斯检查员检测和瓦斯监控系统检测到的结果表明, 在正常通风情况下, 未放炮时隧道内风流中瓦斯

浓度为0, 放炮后短时间有瓦斯涌出。放炮后隧道内最大瓦斯浓度达0.4%, 10 min内降为0。放炮后瞬间最大瓦斯涌出量达7.65 m3/min。

3) 隧道进口施工期间瓦斯防治效果。

隧道进口按《隧道施工期间瓦斯防治方案》中高瓦斯工区的有关规定进行施工、管理, 尽管采用的装、运机械为非防爆设备, 通过加强通风、瓦斯检查, 在掌握瓦斯涌出规律, 采取超前导管支护杜绝塌方、放炮时人员撤至洞外等一系列措施后, 未发生任何瓦斯事故, 保证了施工安全。

4 结语

瓦斯隧道施工的主要依据是《铁路瓦斯隧道技术规范》和《煤矿安全规程》;只要正确理解并运用好这2个规程, 并结合实际情况, 制订一整套防治瓦斯的技术方案, 严格管理, 保证安全技术措施的实施, 就可以在保证瓦斯隧道安全的前提下, 实现经济、快速的施工。

参考文献

[1]铁路瓦斯隧道技术规范 (TB 10120—2002) [S].北京:铁道工业出版社, 2001.

瓦斯隧道施工安全措施探讨 篇2

以某隧道工程为例,详细介绍了瓦斯隧道施工方案及安全技术措施,指出只有在瓦斯隧道施工前建立完善的瓦斯监控体系、配备相应检测仪器、制定详细的救援措施,加强瓦斯监控,才能确保隧道施工安全.

作 者：周小军  作者单位：中铁九局集团有限公司湘桂铁路指挥部,湖南,永州,425000 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(19) 分类号：U455.4 关键词：瓦斯隧道   施工   安全措施  

探讨铁路高瓦斯隧道安全施工 篇3

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中图分类号：F53 文献标识码：B文章编号：1008-925X（2012）11-0109-02

摘 要 通过铁路高瓦斯隧道施工实践，简要介绍高瓦斯施工过程中安全控制和预防注意事项。

关键词 高瓦斯隧道；安全施工

1 基本要求

1.瓦斯隧道施工前，必须建立安全生产管理机构，建立安全生产责任制，建立健全各种安全管理制度，并确保有效实施。2.瓦斯隧道施工前必须编制专项施工方案；必须编制相应预案。3.瓦斯隧道施工前应对所有作业人员进行培训和安全教育并签字备查。4.瓦斯隧道的施工应建立救护队，配备救护装备。5.瓦斯监测应符合下列规定：①瓦斯隧道洞口必须设置经专业培训的专职瓦检员负责检测记录。②检测瓦斯用的仪器必须定期进行校验。凡经大修的仪器，必须经计量检定合格后方可使用。③易产生局部瓦斯积聚的地点，必须重点检测，并采取有效措施进行处理。④进入隧道的所有金属管线必须在洞外设置有效的接地装置，其电阻值必须符合相关规定。

2 瓦斯隧道施工安全要求

瓦斯隧道施工作业应符合下列安全要求：①当开挖工作面风流中瓦斯浓度超过相关规定参数时必须停止工作，撤出工作人员，切断电源，研究预防和消除措施进行处理。②由于临时停电或检修，主要通风机停止运转或通风系统遭到损伤的，在恢复正常通风后，所有受到停风影响的地段，必须经过检测人员检查，确认无危险后方可恢复生产。③高瓦斯隧道掘进工作面应安设隔（抑）爆设施。

3 爆破作业

爆破作业应符合下列安全要求：①严格执行“三人连锁爆破制”（指放炮前放炮员将警戒牌交给班组长，班组长派人警戒准备下达放炮命令，然后将自己的放炮命令牌交给瓦斯检查员，经检查瓦斯浓度符合要求后，再将放炮牌交给放炮员）。②瓦斯作业面必须采用电力起爆，严禁使用半秒、秒级电雷管。③瓦斯作业面爆破必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。④洞内爆破时，人员应撤至洞外。⑤炮孔的装药及填塞必须符合相关技术指标参数要求。装药前应清除炮孔内的煤（巖）粉。⑥爆破母线应采用铜芯绝缘线，严禁使用裸线和铝芯线爆破，爆破母线、连接线和电雷管脚线必须相互扭紧并悬挂，不得与轨道、金属管、钢丝绳、刮板运输机等导电体接触。

4 通风、防尘

通风机必须装设在洞外或洞内新风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路电源能够及时保证风机正常运转。瓦斯突出隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、开关、线路及风电闭锁、瓦斯电闭锁供电。

5 隧道照明

1.照明与电气信号应符合下列要求：①低瓦斯隧道不应大于220V，高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道不应大于110V。②输电线路必须使用密闭电缆，不得使用裸线和绝缘不良的导线。③瓦斯突出隧道内的照明电器应使用防爆型。2.矿灯充电房应离洞口50m以外。使用矿灯之类照明时，如有不良情况，不得使用。3.在瓦斯隧道内严禁使用有火焰的灯火照明。任何人员进入隧道前必须接受安全检查，严禁将可能产生火花和自燃的物品带入洞内。4.严禁在洞内已敷设电缆上临时接装电灯或其他设备。5.电缆在洞内接头时，应在特制的防爆接线盒内或有防爆接线盒的电气设备内进行连接。

6 防火

瓦斯隧道的防火工作应符合相关规定要求，瓦斯隧道施工必须制订防火措施，洞内严禁产生高温和发生火花的作业。洞内不得进行电焊、气焊、喷灯焊等作业，确需用焊时必须有相应的安全措施。

7 救护

瓦斯隧道应备有急救和抢救设备，保持其良好性能并指派专人保管。高瓦斯和瓦斯突出工区应配备救护队。救护队必须在统一指挥下开展抢救工作，严禁个人单独行动。

8 揭煤防突应符合下列规定

①施工人员必须佩戴自救器。②掘进工作面中煤层爆破时，所有人员必须撤到洞外。③应加强通风管理，开挖面应有足够新鲜空气。④加强地勘与调查收集邻近隧道、矿山等相关资料工作。⑤对于不知道是否具有突出危险性的煤层，必须进行予探，并进行瓦斯考查，检验其是否具有突出危险性。予探时必须保证足够的安全距离。具体操作按《隧道防治煤与瓦斯突出设计》的具体要求进行。⑥当经予测具有突出危险性时，必须按照突出煤层进行施工管理，并严格遵守《煤矿安全规程》及《防突实施细则》的规定。

9 施工安全措施

瓦斯隧道施工风险控制 篇4

1.1 隧道穿越煤系地层越来越多

在煤系地层修建隧道往往会遇到以下困难:

(1) 煤系地层多数含有瓦斯, 当瓦斯浓度高时, 遇火源有燃烧和爆炸的危险。

(2) 在瓦斯压力高的煤系地层施工时, 有可能发生煤与瓦斯突出。所谓突出是指在地应力与瓦斯压力的共同作用下, 煤层被压碎并与瓦斯一道突然突出。

(3) 煤系地层岩性较软, 隧道深埋、地层压力较大时, 隧道施工会使其产生大量的塑性变形, 往往给施工与支护带来一定困难。

1.2 瓦斯隧道工程风险研究程度较低

穿煤隧道工程由于基础信息缺乏, 地质环境复杂, 加之勘察手段等各方面的限制, 虽然有超前地质预报等新兴方法, 但也不可能完全掌握施工中地质状况, 必须利用开挖过程中所揭示的具体地质条件对原设计方案进行必要调整和修正。因此瓦斯隧道工程的设计无法确保在施工前做到万无一失, 加之瓦斯的易燃、易爆特性, 施工存在很大的不确定性和高风险性。但目前关于公路瓦斯隧道工程施工风险研究的进展相对较缓慢, 还存在如下一些问题:

(1) 基础资料缺乏, 风险辨识困难;

(2) 风险意识依然淡薄;

(3) 研究结果的应用性和可信度较差。

2 工程概况

2.1 地质构造

刘家排隧道区域上属化溪复式背斜。物探成果分析, 对应于路线的ZK83+510～ZK84+610段 (对应冲沟) 存在异常;通过钻探验证, 判断为背斜核部附近岩体较为破碎且岩性中存在较多灰质泥岩所导致的异常。但在软质岩与硬质岩互层或硬质岩中夹软质岩时, 多存在层间错动, 软质岩中发育揉皱、檫痕、镜面等微构现象。

根据野外调查, 本隧道岩层产状变化大, 连续发育多个背向斜。岩层中节理一般发育, 隧道区发育的节理主要有三组。节理倾角一般较陡立, 对隧道围岩的稳定性影响较不利, 节理间距一般为0.1～0.7m。

刘家排隧道褶皱连续发育, 且岩性多呈软硬互层特征, 大部分地段岩体较为破碎。在褶皱翼部和向斜核部, 岩石向下裂隙渐闭合, 岩体透水性较弱或弱。但在背斜核部地段, 裂隙张开度较大, 岩体破碎带深度延伸较大, 这些地段岩体透水性较好, 地表水易下渗, 地下水相对丰富。

该隧道穿越两座山体, 中间地势较低, 两端较高, 在K83+400～K83+700剥蚀相对强烈的冲沟, 雨季时山上流水汇集至该冲沟, 然后流向下方低洼处, 该段右侧冲沟中有一口间歇性泉, 雨季有水流出, 补给来源为大气降水。由于该地段地势低洼, 两侧山坡上汇集的坡面水流很大, 当雨季来临时, 水量大。

场地地下水主要为基岩裂隙潜水及岩溶水, 主要存在于岩体节理、裂隙发育带, 隧道洞身经过多个背斜、向斜, 基岩多较破碎, 特别是背斜核部, 岩石透水性较好, 地下水渗入补给条件好。但根据场地高程分析, 地表水下渗后, 主要在高程195～200m附近向地表排泄。由于该场地岩溶发育, 地下岩溶管道和岩石裂隙相互交织, 场地水温地质条件复杂。

2.2 确定为高瓦斯隧道

娄新高速公路刘家排隧道, 为分离式独立双洞隧道及小净距隧道。2009年9月2日新化端左洞掌子面掘进至ZK83+870里程处时, 掌子面出现一股不明气体喷出, 位置在拱顶右侧约2m处, 喷射口为一条长35cm、宽5mm的裂缝, 此处围岩为弱风化炭质灰岩与泥炭质泥岩互层。后经湖南省瓦斯治理和利用工程研究中心对该气体进行现场气体取样试验后确认该不明气体为瓦斯。经专业人员现场布点进行瓦斯浓度测定, 进行数学回归分析得出了掌子面附近空间瓦斯随不同高度分布的规律, 结合施工单位对出现气体异常涌出后半个多月的现场日常瓦斯浓度检测数据, 分析计算隧道绝对瓦斯涌出量为0.91m3/min, 依据相关规范的规定, “绝对瓦斯涌出量大于或等于0.5m3/min时, 为高瓦斯工区”, 因此刘家排隧道左洞定性为高瓦斯隧道。

3 风险分析

3.1 公路瓦斯隧道施工风险分析是个极其复杂的系统工程

按风险的相互关系将公路瓦斯隧道施工风险分解成若干个子系统, 以便识别出在施工阶段的主要风险, 使风险分析更准确、完整和系统化。根据公路瓦斯隧道施工特点, 参考以往铁路、公路瓦斯隧道以及煤矿工程风险分析的资料及数据, 结合专家问询等方法, 从通风、防火、揭煤段的施工、瓦斯浓度等风险因素考虑施工的风险。

刘家排瓦斯隧道施工的整体风险等级为四级, 必须决策采取控制、预警等措施降低风险或转移风险。从评价结果可以看出, 施工通风风险、隧道揭煤段风险、揭煤防突风险、施工防火风险、隧道内瓦斯浓度限值及超值处理风险, 等级较高, 均为四级, 必须决策采取措施进行规避或转移。而基本风险因素中, 通风设施损坏;在钻孔过程中, 出现顶钻、夹钻、喷孔等动力现象时, 继续钻孔;管理工作不善、技术人员失职;隧道洞口值班员疏忽职守四个风险因素等级为五级, 需特别引起注意, 并采取有力措施降低或转移风险。

刘家排瓦斯隧道采用了专家调查法识别出了施工的主要风险因素, 并利用层次分析法 (AHP) 建立该瓦斯隧道施工风险递阶层次结构, 并结合1～9标度法, 计算出了各基本风险事件的综合权重和引起这些基本风险事件的因素的权重。

3.2 多层次模糊综合评价数学模型

根据瓦斯隧道施工风险度量具有模糊性的特点, 运用了模糊理论对公路瓦斯隧道施工风险估计中的定性问题进行定量化处理, 得到了刘家排隧道施工基本风险因素的概率估计及损失估计结果。

基于R=P×C模型和模糊综合评价原理, 综合考虑风险因素的发生概率及损失严重程度对风险水平的影响, 得到各层次风险因素及工程施工整体的风险等级模糊集, 再通过与相应的风险指标对比, 确定其风险等级与风险分布状态。经分析评价, 判定刘家排隧道施工风险等级为四级, 必须决策采取控制、预警等措施降低风险或转移风险。

4 风险控制技术措施

风险控制技术的选择因项目特征而异。针对刘家排隧道工程风险发生概率大、后果损失严重的特征, 其风险控制主要采用损失控制技术。瓦斯隧道施工前应针对风险事故发生时各种可能出现的情况做好应急预案, 同时根据现场实际情况采取有针对性的预防措施, 这样才能保证施工顺利进行。

4.1 施工通风风险控制

为了确保隧道安全施工, 防止瓦斯燃烧与爆炸, 以及防止有害气体的危害, 瓦斯隧道通风是安全施工的有力保证。特别是长大高瓦斯隧道的通风技术水平, 将直接影响隧道独头掘进的速度与施工工期, 充分显示了瓦斯隧道通风工作的重要性。

4.2 隧道揭煤段风险控制

4.2.1 超前钻孔探测

进入煤层前10m要进行超前钻孔预测。如遇地质岩性明显变黑或随着掘进瓦斯浓度呈高梯度变大时, 不论设计是否为煤层段, 均应加强超前钻孔探测。钻孔长度要求在15m以上, 最小超前距离不得小于5m, 钻孔的数量与布置应保证钻孔间距不超过钻孔有效排放半径的2倍。应经常检查超前钻孔措施的执行情况, 不断根据变化了的地质条件, 及时测定钻孔的有效半径, 校正钻孔布置的参数。在打超前钻孔的过程中要随时注意突出预兆的观测, 必要时停钻, 甚至撤离人员。为了避免在打钻时发生突出造成人身事故, 可先将工作面两帮和迎面均用木板背严, 然后再开钻, 这样一方面可避免煤壁坍塌造成跨孔, 另一方面在地压剧烈活动时, 便于观察声响和煤体位移的预兆, 以及时撤离人员。

4.2.2 瓦斯排放

刘家排瓦斯隧道采用钻孔排放作为防突的主要手段。根据多次钻孔突出事故的分析认为, 要避免突出的发生, 在工作面前方最少要保持3～5m的卸压带。应保证整个施工断面和断面外上部3m、两侧1.5m的距离内, 都应在钻孔排放瓦斯半径范围内, 对于危险程度严重的煤层, 排瓦斯的保护范围还应适当扩大。单孔排放半径及孔间距应根据允许排放时间、煤的透气性等因素确定, 瓦斯排放可根据煤层的不同特点, 采取相应的排放方法, 缩短排放时间。

4.2.3 揭煤施工

(1) 洞内只能采用风动凿岩机或风动凿岩台车钻孔, 不许采用电钻钻孔, 所有电钻必须撤出洞外, 所有钻孔必须采用湿式钻孔。

(2) 钻孔前必须检测工作面附近20m风流中瓦斯浓度, 如果瓦斯浓度小于1.0%, 方可开始作业, 如果浓度大于1.5%, 应停工、撤人、切断电源和查明原因, 并加强通风使瓦斯浓度降到允许值以下。必须采用湿式打眼, 炮眼深度不得小于0.65m。在钻孔过程中, 出现顶钻、夹钻、喷孔等动力现象时, 应立即停止钻进, 撤出人员, 加强通风。

(3) 施工中, 要特别注意拱部变形, 防止大的坍塌及采空区, 因采空区域赋存老窑水及瓦斯, 如果击穿, 灾害巨大。在煤系地层中不宜全断面开挖, 而应采取半断面正台阶、先墙后拱的施工方法。上半断面开挖时应遵循“勤检验、短进尺、弱爆破”, 支护时应遵循“快封闭、强支护”等要求。

(4) 通过刘家排隧道左洞气体检测分析得知, 该隧道存在一段高瓦斯工区。瓦斯压力较大, 易通过围岩裂隙涌出。在实际施工过程中, 应根据围岩揭露的完整情况、瓦斯的初始压力情况, 采取局部裂隙注浆或全断面围岩注浆封堵。

4.2.4 隧道内瓦斯浓度限值及超值处理

隧道中煤 (岩) 层中瓦斯涌出浓度的大小是危险程度的标志, 施工中必须将瓦斯浓度控制在安全的限值以内。

高瓦斯隧道施工时, 项目经理部必须配置足够数量的监测、检测、警报、自救、防爆、消防设施、设备和工具。保证备用风机、发电机的完好性, 必须满足隧道24h不间断供风的需求。还必须建立下列安全管理制度:安全教育、检查、奖惩制度;瓦斯隧道通风管理制度 (含通风设施设备管理、局部通风管理、通风设计、审批、管理等) ;瓦斯排放管理制度;瓦斯检测、监控、报告制度 (瓦斯隧道施工单位应于每天将监测结果报公司安质部) ;紧急救援与抢险制度 (含紧急救援预案的编制、培训、演练, 紧急抢险队伍的人员配置、职责分工、响应机制;紧急救援物资的储备等) ;瓦斯隧道用各种仪器、设备、设施等的检查维修检定制度。

4.2.5 施工防火风险控制

(1) 瓦斯隧道施工必须制定具体的防火措施及配备必要的消防设施。

(2) 进入瓦斯隧道人员须接受洞口值班员检查, 严禁将火柴、打火机及其他易燃品带入隧道内, 严禁穿化纤衣服进入含瓦斯工区。

(3) 易燃品管理。

4.2.6 揭煤防突风险控制

(1) 经预测有煤与瓦斯突出危险时, 施工单位应在揭煤前制定包括技术、组织、安全、通风、抢险、救护等技术组织措施。

(2) 揭煤前, 工作面与煤层之间要留有足够的安全距离, 保险岩柱厚≥2m, 若围岩较为松散破碎, 安全距离应再适当增加。

(3) 揭煤施工中及时做金属骨架做支护, 防止坍塌造成突出。

(4) 煤层地段掘进工作面设风水喷雾装置, 浮煤应注水 (使煤体湿润以改变煤的物理机械性质) 并及时运出洞外, 以防煤尘积聚。

5 结论

(1) 风险分析是研究风险的目的, 是为了控制风险, 论文对风险识别阶段确定的重点风险事件, 结合多种风险应对手段, 提出了各风险因素的控制措施。对现场施工安全起到一定指导作用, 将施工风险降到最低, 确保工程的顺利竣工。

(2) 刘家排隧道施工风险多层次模糊综合评价数学模型, 基于R=P×C模型和模糊综合评价原理, 综合考虑风险因素的发生概率及损失严重程度对风险水平的影响, 得到各层次风险因素及工程施工整体的风险等级模糊集, 再通过与相应的风险指标对比, 确定其风险等级与风险分布状态。

(3) 经分析评价, 判定刘家排隧道施工风险等级为四级, 必须决策采取控制、预警等措施降低风险或转移风险。

参考文献

[1]JTG F60-2009, 公路隧道施工技术规范[S].

[2]邓加亮.公路瓦斯隧道施工风险分析[D].长沙:长沙理工大学, 2010.

[3]毛儒.隧道工程风险评估[J].隧道建设, 2003, 23 (2) :1-3.

高瓦斯隧道的施工通风措施 篇5

关键字:高瓦斯 隧道 施工 通风 措施

高瓦斯隧道的施工通风措施 唐胜刚

摘要 图山寺隧道是兰渝铁路高风险隧道之一，施工中常遇天然气溢出，施工采用了加强通风控制瓦斯浓度，保障了隧道施工安全顺利进行。本文以实例介绍高瓦斯隧道的施工通风实施情况，供同类工程借鉴。

关键词 高瓦斯 隧道 施工 通风 措施 1 工程概况

图山寺隧道全长3216m，最大埋深160 m，是兰渝铁路高风险隧道之一，也是全线重点工程，我集团公司承担的施工任务，也是我集团公司的重点工程。

图山寺隧道为高瓦斯隧道，存在天然气逸出危险，岩层缓倾，节理发育。全长3216m，洞身最大埋深160m，进口内轨面设计高程337.94m，出口内轨面设计高程357.92m。隧道进出口各设长800m单车道有轨运输平行导坑。全隧Ⅲ级围岩总长2922m，Ⅳ级围岩总长155m，Ⅴ级围岩总长139m。隧道范围内覆盖层主要以泥岩、砂岩为主。隧道地质构造简单，为单斜地层，岩层产状平缓，局部轻微扭动。2 认识瓦斯

2.1瓦斯：常说的瓦斯，是指从岩层中放出的有毒有害气体的统称，是一种无色、无味、无臭、可以燃烧和爆炸的气体,在地球演变的过程中，植物及其它有机物在高温缺氧条件下，化学分解从而生成瓦斯。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。2.2瓦斯事故类型：常见的瓦斯隧道事故有三种类型，分别是瓦斯燃烧，瓦斯窒息，瓦斯爆炸，其中瓦斯爆炸危害最大。

2.3瓦斯爆炸的条件：出现瓦斯爆炸事故必须具备三个基本条件，一是空气中瓦斯浓度达到5%～16%；二是要有温度为650～750℃的引爆火源；三是空气中氧含量不低于12%。2.4瓦斯的类型：瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道三种。

2.5图山寺隧道设计为高瓦斯隧道，全长3216米，由于该隧道位于产油产气地层，天然气等气体可能顺着岩层构造裂隙上冒，危及隧道施工。隧道里瓦斯的存在降低了氧气的浓度，能造成人员缺氧窒息。它的扩散性较强，能较快的弥漫于整个隧道内，最容易积存在隧道拱顶、坍塌空腔或通风死角内。3 瓦斯允许浓度控制指标

执行《铁路隧道施工技术安全规则》和《铁路瓦斯隧道技术规范》中对瓦斯的浓度规定。洞内空气中允许的瓦斯含量（按体积计算）应符合下列规定： 总回风流中小于0.75%；其他工作面进来的风流中小于0.5%；掘进工作面的瓦斯浓度在1%以下；工作面装药爆破前在1%以下。4 瓦斯隧道施工通风方案 4.1通风要求

隧道回风风速按0.5m/s设计，为防止瓦斯积聚，对塌腔、模板台车、加宽段、避车洞等处增加局扇进行解决，对于一般段落采用射流风机卷吸升压以提高风速，从而解决回风流瓦斯的层流问题。要求施工中瓦斯的控制指标在0.5%以下。

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》，对隧道内不同地段的瓦斯浓度有不同的要求，具体内容详见《隧道内瓦斯浓度限值处理措施表》。

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》7.2.9规定瓦斯隧道施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。4.2方案概述

4.2.1在隧道正洞单口安装2台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机分2管路通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至正洞，并预留置一台1台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机。平导采用一台SDF(c)-NO.11（2×110KW）轴流风机通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至掌子面，正洞、平导及回风巷处各设一台SDS-Ⅱ-No10.0射流风机，以便排风。

4.2.2在掌子面至模板台车地段的死角、超挖严重、洞室等部位用局扇将聚集的瓦斯吹出，使之与回风混合后排出。

4.2.3为确保风流循环速度需设置射流风机，诱导风向。射流风机随模板台车移动而相对移动。

4.2.4横通道和正洞贯通前正洞通风方式为压入式通风，横通道贯通后通风方式为巷航道式通风，通风方式见通风布置图。

4.3通风计算 隧道进出口通风计算

4.3.1根据同一时间，洞内工作人员数计算

4.4风机及风管配置

根据风量计算要求正洞洞口选用的型号为: 2台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机通过2道管路同时供风，可满足隧道需求风量4919m3/min要求,平导采用一台SDF-NO.11（2×110KW）轴流风机，可满足风量1800 m3/min。

正洞通风管选用抗静电阻燃风管，直径为1.5m，平导风管直径为1.5m。为保证风管顺直,根据现有模板台车结构,在模板台车上设置φ1500mm钢筒,风管从钢筒中通过。

4.5通风管理

4.5.1设立瓦斯（高瓦斯）隧道通风班组，在隧道工区长领导下开展工作，业务上接受分部安质部、物设部的指导，具体负责按照经批准的通风方案进行通风系统的安装、使用、维修、维护工作。

4.5.2风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业，必须严格遵守风机的操作规程，熟悉通风系统性能。

4.5.3隧道通风系统必须经过验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。

4.5.4保证隧道24小时连续不间断通风，风量、风压必须满足设计要求，不得随意停风。风机设置两路电源并装设风电闭锁装置。

确保正在使用的通风机出现故障后能在15分钟内启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。

对易形成瓦斯聚积的部位必须采取局部通风。当停风区中瓦斯浓度不超过1%时，并在压入式局部通风机及其开关地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5%时，方可人工开动局部通风机。

4.5.5通风系统的定期检查制度。

分部组织每周对通风系统进行检查，工区长每天对通风系统必须作例行检查，通风工必须做好日常巡查。

通风系统运行正常后，每10天进行一次全面测风，对掌子面和其他用风地点根据需要随时测风，做好记录。

每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，风管百米漏风率不应大于2%，对风筒的漏风情况必须及时修补。

4.5.6建立通风系统运行管理档案。档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录，工区长每天、主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认，管理档案由物设部负责建档保存。

每周用风速测定仪对风速进行人工检测，检测结果与自动监控系统相应时间、位置、风速值进行核对，确保风速满足施工要求且回风巷风速不得低于0.5m/s。

4.5.7交接班制度。必须由交接双方签字认可，对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚，交接班记录由工区长每天定时予以审核签字。

4.5.8实行停风报批制度。因通风系统检修及其他原因需要主要通风机停止运转，必须提前提出申请，逐级上报，根据停风时间长短由相关负责人审批后方可实施。

停风时间在30分钟以内的，由当班人员报主管副经理审核后，监理组专业工程师同意，监理站长批准后实施；

停风时间超过30分钟的，当班人员报主管副经理审核后，监理部专业工程师同意，总监批准后实施。

停风前必须确保洞内所有人员已经撤离，并切断电源；

恢复通风前，必须检测瓦斯浓度，经当班瓦检员检测，瓦斯浓度在规定限值以内时，方可恢复正常作业。

4.5.9信息沟通制度。瓦检班组、通风班组、施工作业班组应及时沟通相关信息，确保生产安全、有序进行。5结语

在实际施工中，勤监测、加强隧道的通风，是控制瓦斯的最好办法。图山寺隧道施工过程中瓦斯的浓度均在0.3%以下，确保了施工顺利进行和施工的安全。参考文献：

煤矿瓦斯地质规律与瓦斯预测构建 篇6

摘要：随着我们国家经济发展的速度越来越快，针对能源的需求程度也呈现出大幅度上升的趋势，对煤矿开发的实践程度也呈现出逐步上升的趋势。在最近这些年，随着煤矿的开采程度逐步上升，煤层的地质条件呈现出复杂化的趋势，矿井的瓦斯含量也在呈现出上升的态势。所以，对煤矿的瓦斯地质规律和预测就成为了现在工作中必须解决的一个问题。

关键词：煤矿  瓦斯  地质规律  瓦斯预测

煤炭行业是我们国家重要的支出产业之一，煤炭行业自身的健康发展也直接决定了我们国家自身的能源安全。我们国家的煤矿环境十分复杂赋存条件十分不好，并且对应的危险种类也十分繁多。最近这些年来，我们国家的煤矿瓦斯灾害频繁发生，各种瓦斯的灾害层出不穷，严重制约了我们国家的煤炭工业取得进一步的成就。

本文就通过对煤炭瓦斯的赋存规律和预测的概念，探索了煤矿瓦斯的安全情况，希望能够抛砖引玉，跟同行共享经验。

1 断层构建下的煤矿瓦斯地质规律

断层构建下的地质环境对瓦斯在地层中的赋存情况比较复杂。在很多的情况下断层的存在有利于瓦斯进行排放，但是在其余的情况下却防止瓦斯整体在煤层中进行聚集。一般说来，张性的断层都可以促进瓦斯的整体排放，但是反过来压性的断层就不利于瓦斯的整体排放，甚至可能会产生对应的封闭作用。

开放性的断层不管其自身是否能跟地表进行直接的连通，都会直接导致断层附近的整体瓦斯含量大幅度降低。当整体的煤层接触构建对于盘岩层透气性相对来说比较大的时候，瓦斯含量的降低幅度会大幅度增加。

封闭性的断层，尤其是跟煤层接触的对盘岩层透气性相对来说比较低的时候，煤层自身的瓦斯排放程度也相对较低。在这种环境构建下，煤层自身含有的瓦斯量相对来说是比较多的。当整体的岩石断层规模十分庞大，同时岩层的断距也很长的时候，跟煤层自身接触的对盘岩层完全封闭并且不透气的几率就会大幅度的降低。所以对于大面积的断层来说，一定会出现一定宽度下的瓦斯排放带，在这个宽度之内，瓦斯的含量会大幅度地降低。

2 褶皱构建下的煤矿瓦斯地质规律

2.1 向斜构造 整个向斜的轴部相对的瓦斯涌出量比较小，而如果远离轴部，其瓦斯的涌出量会呈现出慢慢增加的趋势。在这种情况下，相对瓦斯的涌出数量会因为逐步远离斜轴而呈现出一种线性上升的关系，并且其如果离深部的核心点距离越近，整条分布的构建形式就越偏向一条直线的构架。对整个瓦斯的分布形态和向斜构成当前的这种关系进行解释需要从两个方面进行探讨。瓦斯是煤矿形成过程中的主要伴生物，通过游离和吸附的状态存在于煤块当中以及围岩当中。党政各煤层和岩石层在水平的方向上受到了地心的应力作用时，整个变形的过程就可以分成关键的两个阶段。整个岩层开始进行挤压的时候，整个地层当中会出现空隙。因为向斜的轴部相对来说是一个地壳压力的集中区域，所以整体的瓦斯开始运动和移动的方向就是通过这条轴线为基础，向两边进行翼型分散，见下图1（a）。随着形状变化的不断加大，岩层的两边侧翼倾斜角度也会不断增加，但是层面的法线方向构架和整体的压力方向其主要的夹角度数也会逐步变小，岩层两边的翼所受到的正应力也会逐步增大，岩层之间的间隙会呈现出逐步消失的趋势。在这种情况下，瓦斯自身的运动转移方向也发生了主要的变化，两个翼状地形的瓦斯也在正盈利的构建分别向相反的两个方向进行运动和转移，第一部分就是斜轴附近的瓦斯会向着轴部进行集中，但是剩余的大部分则会反方向移动，向外部扩散，见图1（b）。

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2.2 背斜构造 背斜构造是一个闭合但是完整的背斜框架或者是穹窿构造，其上方覆盖的岩层一般具有不透气的特征，因此对于这种构造而言，瓦斯极易存储在里面。

在这个背斜的轴部构件中，如果和上文的向斜进行对比的话，会有如下特征：埋藏深度相同的情况下，翼部的瓦斯含量没有轴部的含量高，但是当整个背斜的轴顶部的岩石层为透气型的岩石层或者是因为张力构建下而形成的可以连通地面的裂缝时候，整体的瓦斯就会产生大量流失的可能。在这种时候，轴部的瓦斯含量相对于翼部来说反而比较低。这是因为越接近背斜部分的轴部，整体的瓦斯补给区域面积就会越小，整个补给的瓦斯量离轴部越接近，其瓦斯的补给量就会越枯竭。除了这个原因，还有比如背斜部分的轴部裂隙发育比较良好，煤岩自身的透气性相对来说比较好等等。正是这些因素对于轴部的瓦斯流失有着极好的促进作用，见下图。

2.3 层滑构造 相对于上两种构造来说，层滑构造应该归类到断裂构造当中，因为其主要的构造痕迹可以见到十分明显的破碎面，并且其破碎面还会产生相应的唯一作用。但是和传统的破碎面形成构架不相同的是，这个破碎面还会和断层以及节理有着明显的本质区别。对于层滑构造来说，其自身出现频率并不算低，相对来说是在当前矿井构建下所能遇到的常规现象之一。当前国内以及国外的瓦斯研究学者对于这种瓦斯和层滑构造的相关性进行了明确的研究，并且对他们当中的联系性也越来越重视。在整个煤矿的构架当中，煤矿自身的瓦斯含量和滑层构架的影响特别明显。首先的原因就是层滑构架下的的煤矿结构无法形成一个整体而是取而代之的破碎分离，使得煤矿自身的分层急剧增加厚度，煤矿自身蕴含的瓦斯更加容易集合聚拢;然后是整体煤矿的厚度以及煤层之间的间距发生了强烈的变化，使得煤矿自身瓦斯的涌出数量发生了极大的改变。整个层滑的构架会对整个煤矿的煤层进行破坏和分解，使得整个煤矿变形，形成了揉皱煤、碎裂煤或者是碎粒煤等各种结合并不紧密的构造煤。对于煤矿自身的整体破坏必然会直接导致煤矿碎粒之间的空档增加，整个游离的瓦斯数量和对瓦斯进行吸附的煤矿数量也大幅度增加，瓦斯自身的压力也随之增大。由于当前的层滑构架造成了力学压迫，煤层或者增厚或者变薄，整体瓦斯的富集区域一般来说就会产生在煤层厚度发生异常的转换位置。尤其是针对煤矿的厚煤层和薄煤层之间的过渡区域，也就是煤层自身厚度转变很大的区域。所以相对来说，层滑自身的构造特征对于当前煤矿的瓦斯蕴含规律有着很强的指导意义，对于瓦斯在煤矿当中的赋存构造更是有着极强的控制和引领作用。

2.4 构造组合 所谓的构造组合指的就是对于瓦斯自身的分布所形成的构造状态的组合形式。一般说来可以分成下面的几种：首先是压性断层矿井边界封闭型构造。在这种形态构建中，压性断层作为整体矿井的对边边界构架，七段层面一般来说是相背倾斜的构建形式，在这种形势下控制的矿井，其瓦斯含量比较高。第二种是构造盖层封闭型构架。在这种情况下，瓦斯自身的赋存条件完全取决于自身的保存条件。如果有什么比较大的逆掩断层把大量的低透气性岩层推到了煤层，对原有盖层条件进行了改变，就会造成瓦斯封闭。

正是在这种构架当中，我们可以对瓦斯的预测进行科学化的构建。在影响煤层自身含量的各种因素当中，煤层的自身深度就是控制着瓦斯含量的最关键一点。在这其中，断层构造、褶皱形成等等都会对每一个煤矿当中的瓦斯含量产生重大的影响。

3 结论

本文通过对各种构造情况下的煤矿瓦斯地质规律进行了研究，并经过研究发现，瓦斯的预测跟断层、褶皱、层滑构造以及各种构造组合等方面都有重要的关系。

参考文献：

[1]石兴龙，刘永立，李涛.城山煤矿3B号煤层瓦斯地质规律研究[J].煤炭科学技术，2011（12）.

[2]刘永立，石兴龙，王海涛.张辰煤矿3号煤层矿瓦斯地质特征研究[J].矿业工程研究，2010（04）.

[3]李树平.鸡西盆地构造特征及演化[J].煤炭技术，2010（06）.

[4]曹成润，张道阔，白令安，张渝金.鸡西盆地构造演化及煤层气资源量概率分布[J].世界地质，2009（04）.

盾构隧道施工中瓦斯的防治 篇7

关键词：隧道工程,盾构,瓦斯防治

近年来, 随着我国隧道工程使用盾构法施工技术的飞速成熟, 已建、在建和即将建设的隧道工程数量巨大, 由于我国各地隧道地质情况纷繁复杂, 盾构法施工所面临的困难也很难预料, 其中瓦斯爆炸事故在近年来成为较常见的事故类型, 该事故类型造成的危害较大, 不仅给企业带来严重的经济损失, 还会给施工人员带来严重的生命威胁。本工程范-汉区间隧道为南北走向, 线路上方为主干道青年路, 交通繁忙。临近线路主要建筑有湖北省移动大厦、武汉博物馆等, 距线路最近距离为6m。区间埋深为10~16m, 均深11m。线路坡度最大为14‰。线路左线长1 010m, 右线长1 007m, 隧道单线总长2 017m。隧道地质情况经专业人员测定和地质勘探报告, 此隧道为低瓦斯隧道。

1 瓦斯及其危害

瓦斯主要由4部分组成:①沼气 (CH4) 及同系物、H2、H2S等可燃气体;②CO、NO、H2S、NH3含硫气体、乙醛等有毒气体;③CO2、NO2、Ar (氩气) 等, 基本为化学性能不活泼的惰性气体;④Rn (氡) 、Tn (钍) 、Ac (锕) 等放射性气体。其中沼气 (CH4) 是最主要成分, 其它气体含量很少。

瓦斯是无色、无味的气体;而实际情况中, 由于混合着碳氢化合物和微量硫化氢, 会发出类似苹果香的特殊气味;比空气轻, 相对密度为0.5544, 瓦斯微溶于水, 有很强的扩散性和渗透性;瓦斯无毒, 但是瓦斯浓度较高时, 相对降低空气中氧的含量, 故常因缺氧而引起人员窒息;瓦斯主要是具有燃烧性和爆炸性。根据《铁路瓦斯隧道技术规范》, 结合盾构工法特点, 对盾构掘进过程中的瓦斯涌出量的计算方式进行细致的研究, 判定范-汉区间瓦斯隧道的等级。瓦斯隧道分为低瓦斯、高瓦斯和瓦斯突出3个等级, 规范对其安全施工有不同的要求。等级评定是判定瓦斯隧道施工风险和依据规范制定相应安全措施的前提。判定瓦斯隧道等级的关键参数为隧道内单位时间内瓦斯涌出量。

2 施工风险分析

盾构法施工过程分为两个过程, 盾构掘进过程及管片拼装过程, 在盾构掘进过程中, 开挖的碴土随着盾构螺旋输送机的传送源源不断地进入皮带传送机, 附含在土体中的瓦斯气体充分释放, 是瓦斯气体进入隧道的主要途径, 盾尾处与成型隧道接缝处的瓦斯渗入量较小。管片拼装过程时盾构处于停机状态, 未有土进入隧道内, 盾构与隧道衬砌管片相结合形成一个封闭的壳体, 将隧道内外阻隔, 所以我们计算瓦斯涌出量时只对盾构掘进阶段的瓦斯涌出量进行考虑计算。地层中瓦斯主要是随碴土进入隧道, 从盾尾、盾体铰接、管片接缝渗入瓦斯可以忽略, 瓦斯涌入速度可以通过掘进出土速度控制。

盾构法施工隧道的优势为:通过密封和控制出土量可以人为控制瓦斯涌入隧道数量;劣势为靠近隧道前方设备电器密集, 而且绝大多数部件非防爆。

武汉地铁范-汉区间沿线在瓦斯气体储气层中穿越, 随着盾构开挖掘进, 是对隧道横截面土壤一次彻底疏松, 在螺旋输送机出口、皮带传送机以及碴土运输车上, 附含在土壤里面的瓦斯气体基本就完全释放, 如果隧道内没有循环气流, 释放的瓦斯气体会全部遗留在隧道内, 当瓦斯气体在隧道内聚集, 浓度在1%~5%时会发生燃烧, 5%~16%时会产生爆炸, 给我们的施工过程带来了严重的安全隐患。同时范-汉隧道内有害气体成分有别于其它城市施工的盾构隧道内的成分, 瓦斯的主要成分为甲烷 (CH4) , 但范-汉隧道内还包含H2S、CO等有害气体。部分隧道段的硫化物气体严重超标, 对人身安全危害很大。因此, 在施工过程严格管理的同时, 我们也对瓦斯气体可能会聚集在盾构的部位做出相应的改造, 及时排出瓦斯气体, 降低危险。

3 盾构的适应性改造

1) 由于设置在地面的主风机风流经过构造复杂的盾构设备时, 会在盾构较多部位形成盲区, 盾构断面不会全部处于循环风中, 因此在盾构及后配套台车的部分位置上共设置6个局部防爆风扇, 加强盾构、台车部分空气流通, 防止瓦斯气体在死角部位聚集, 降低瓦斯气体浓度。每节台车设置1个局部防爆风扇, 均为背向掌子面放置, 根据台车实际情况, 1#、2#台车防爆风扇设置在皮带输送机右侧, 3#台车设置在配电柜上方, 4#、5#台车设置在皮带输送机左侧。

2) 利用离心式风机将螺旋输送机出土口的瓦斯气体抽排至台车后方, 以使大部分瓦斯气体避让开密集的电器设备 (图1) 。改造方案如下:①改造风机出风口端风管, 设置1个分流管对准螺旋输送机出土口处通风, 在瓦斯气体涌出的瞬间对其进行稀释, 使瓦斯浓度降至0.25%以下;②螺旋输送机出土口设置一个通风管至5#台车设置的离心风机处, 离心风机强行抽取出土口溢出的瓦斯气体, 并引导稀释后的瓦斯气体排出隧道外。

3) 盾构及后配套台车上共设置有害气体检测传感器。其中盾构盾体连接处、螺旋出土口、各台车共设瓦斯探头10个, 其中瓦斯探头报警值为0.5%;断电值为1%, CO上控值为24ppm, 上限值25ppm, H2S上控值为9ppm, 上限值10ppm。当任一点有害气体检测传感器达到报警值, 监测控制系统发出报警信号和关联设备的控制指令, 就可紧急关闭螺旋输送机闸门, 停止盾构掘进。检测传感器布置位置如图2所示。

4 盾构施工过程控制

1) 加强盾尾油脂的注入量使用进口优质油脂, 在尾盾尾刷上均匀地涂抹饱满, 严格掌握盾尾与管片的间隙, 防止因涂抹油脂不均匀造成局部盾尾间隙过大, 有害气体从间隙处漏进尾盾。同时在富含瓦斯区间盾构掘进时, 盾尾油脂压注量要达到正常隧道掘进使用量的2~3倍。

2) 控制盾构的掘进速度瓦斯气体进入隧道的主要方式是在盾构掘进过程中, 碴土源源不断的随着盾构的掘进进入隧道内, 富含在土体中的瓦斯气体会在隧道中完全释放。因此控制盾构的掘进速度非常重要, 施工人员应根据有害气体检测传感器的数值适当控制盾构的速度。

3) 加强管片拼装质量尾盾和管片之间的接合处是瓦斯进入隧道的第二个通道, 首先采取封堵接缝的措施, 然后提高管片拼装质量, 在拼接后加强量测, 使得每环相邻管片高差允许偏差<4mm, 纵向相邻管片高差允许偏差<5mm, 在管片运输和拼装过程中, 避免管片边角碎裂和脱落, 避免止水条损坏, 以防止地层中瓦斯从破损处扩散进入隧道。

5 结语

瓦斯施工 篇8

邯郸矿业集团有限公司陶一煤矿, 煤炭设计生产能力65万吨, 2009年实际生产原煤60万吨。目前生产地区大部分集中于九采区, 主采2#煤。该煤层为无烟煤, 煤层平均厚度为3.8米, 倾角8-12度。根据2010年12900运、付巷掘进过程中瓦斯涌出情况, 掘进工作面瓦斯涌出量最大为3立方米/分钟。考虑到回采期间1#煤层瓦斯影响12900工作面, 为确保回采期间生产安全, 我矿采取了本煤层和高位瓦斯预抽相结合方法。

2 工作面瓦斯抽放技术路线

由于陶一煤矿是高瓦斯矿井, 主要开采2号煤层开采过程中瓦斯涌出量大, 所以把钻场确定在陶一矿九采区12900工作面付巷。

12900工作面位于陶一矿井田南翼九采区。大部分面积为九采风井煤柱。工作面大体呈梯形。走向长243.0~409m, 平均323m。倾向长77m。对应的地面位置在停驷头村南。地表为山坡地, 标高为171.0m~193.6m。工作面标高-104.8~-125.3m。

12900工作面沿走向布置, 其西和北侧以F10断层为界, 断层外侧为九采车场;东为尚未开采的12902工作面;南为12901工作面采空区。

12900工作面开采的煤层, 为厚煤层, 且瓦斯含量高、开采工艺主要以放顶煤为主, 所以开采时瓦斯涌出量大, 非常容易造成采煤工作面上隅角和回风流瓦斯超限, 威胁采煤工作面的安全生产。根据相邻工作面瓦斯涌出情况, 钻孔施工过程中, 钻孔里瓦斯浓度在80%-100%极易造成钻孔和钻机附近及巷道局部瓦斯积聚和超限, 预计该工作面回采期间绝对瓦斯涌出量达10m3/min以上, 超过了5m3/m in, 按照《煤矿安全规程》的规定我们将在12900工作面建立了瓦斯临时抽放系统。

3 高位钻孔抽放原理与本煤层大直径钻孔抽放实施

为了有效提高瓦斯预抽效果, 有效治理瓦斯的目的, 提出了采用高位抽放和本煤层大直径钻孔抽放方式相结合的立体抽放技术。

3.1 顶板采动变形对瓦斯运移的影响

回采工作面周围存在一个采动压力场, 该压力场及其影响范围内在垂直方向形成3个带:冒落带、裂隙带和弯曲下沉带;在水平方向上形成3个区:煤壁支撑区、离层区和重新压实区。“3带、3区”内煤岩层的变形破坏各具特点。煤层上覆岩层的采动变形为瓦斯运移提供了形式各异的通道:煤壁前方30—40m处的变形因水平移动剧烈, 使原始垂直裂隙张开, 并增加新的垂直裂隙, 提供了瓦斯流动的垂直通道;在离层区的某些层位, 又为瓦斯流动提供了水平通道;在重新压实区, 岩石的破碎使透气性大幅度增加。

3.2 高位钻孔瓦斯抽放机理

高位钻孔是在回风巷内向煤层顶板施工的钻孔, 该技术称为顶板裂隙带瓦斯抽放技术。它主要以回采工作面采动压力形成的顶板裂隙作为通道, 能抽放工作面煤壁以及上隅角涌出的瓦斯, 截断涌入工作面的瓦斯来源。

3.3 裂隙带可抽放高浓度瓦斯

采动对煤层瓦斯解吸及顶板内瓦斯运移的控制, 为裂隙带抽放高浓度瓦斯创造了条件。如果在裂隙带内布置抽放孔, 在煤壁支撑影响区, 解吸的游离在较高压力作用下, 将沿着垂直裂隙连续汇集到抽放孔内。此区因没有空气混入, 高吸浓度很高, 在跨落带与重新压实区。因与采面空气连涌, 基本为常压。但存在着瓦斯流入采场风流的动压;此空间空气流速极低, 使采空区惨煤释放的瓦斯形成瓦斯积聚层。这种瓦斯积聚层始于采空区惨煤, 止于裂隙带上部, 也为抽放高浓度瓦斯提供了可能, 离层区内出现的层间离层及水平方向岩石间的相互挤压绞和, 是瓦斯流入高位钻孔的通道, 且具有阻止采空区低浓度瓦斯流入的作用。

高位钻孔可以实现超前预抽即工作面距离孔口还有一段距离时, 煤壁支撑影响区内煤层顶板已有裂隙通道, 能够抽出高浓度瓦斯。随着采动影响, 工作面煤壁受压形成瓦斯解吸, 又通过煤壁裂隙和顶板裂隙流入抽放钻孔。这是高位钻孔能够抽到高浓度瓦斯的原因, 也是高位钻孔的关键作用。

后期, 高位钻孔抽出上隅角瓦斯。当钻孔接近或进入冒落带时, 只要钻场的钻孔还能够保留, 仍可发挥作用, 抽放低浓度瓦斯。

3.4 钻场布置

在该工作面付巷布置钻场, 在钻场内布置9个钻孔。钻场间距一般为50米, 钻孔布置为两排, 其中1-4号为高位抽放钻孔, 5-9号为本煤层钻孔。高位钻孔终孔位于煤层顶板, 钻孔直径79毫米, 长度70米。本煤层钻孔布置原则要使钻孔均匀控制该工作面煤层, 长度55米, 钻孔直径108mm。

在工作面共布置5个抽放钻场, 共45个抽放钻孔。钻孔抽放浓度平均为80%, 单孔瓦斯抽放纯量为0.009~0.012立方米/分钟。

建立瓦斯临时抽放系统, 抽放采空区瓦斯, 一方面通过抽放采空区瓦斯, 采空区涌向工作面空间的瓦斯一部分被抽走, 减少了风排瓦斯量, 另一方面, 又能在抽放管路进风口造成负压, 使工作面采空区瓦斯流动倒向, 大大降低了回采工作面上隅角瓦斯浓度。

4 大直径钻孔技术的创新点和存在的问题

工作面提前预抽:施工大孔径比中短钻孔解决瓦斯的效果好。用大孔径孔代替小孔径、短钻孔, 解决了施工过程中钻孔多、连接复杂、封孔浅、漏气多、抽放成本高、抽放量小等缺点。

合理的钻孔布置参数是决定抽放效果的关键, 解决工作面瓦斯涌出量大的问题时, 钻孔的终孔位置过低, 局部漏气影响抽放浓度, 过大时不宜解决瓦斯的局部聚集。管路连接, 质量及放水情况, 对抽放效果有一定影响。

大直径钻孔终孔定位上, 还有偏差, 成孔工艺有待提高。封孔深度不够。ZDY-1900钻机自重大, 搬运困难, 移钻占用时间长。

5 主要效益指标

5.1 经济效益

5.1.1 若按照过去的常规打钻办法, 得多打孔、连接线路复杂、

移钻接线配电等辅助工作, 如若抽放效果不理想还得补打钻孔, 重新调整等问题, 12900工作面将不能正常生产。按月产5万吨煤计算, 一个月吨煤利润150元计算, 则月少收入5×150=750 (万元) 。

5.1.2 用综放工作面高位瓦斯抽放与本煤层大直径钻孔技术需投资26.7万元。

5.2 社会效益

5.2.1 12900工作面采取瓦斯抽放采取高位瓦斯抽放与本煤层

大直径钻孔技术以后, 在工作面配风较小的情况下, 保证工作面及其回风流中瓦斯不超限, 消除了工作面上隅角瓦斯聚积, 回风巷瓦斯时常超限的不安全隐患。对12900工作面乃至全矿井的安全生产提供了有力保障, 保障了井下职工生命和财产的安全, 稳定了矿区社会秩序, 具有深远的政治意义, 具有良好的社会效益。

5.2.2 12900工作面采用高位瓦斯抽放与本煤层大直径钻孔技

术后, 12900瓦斯抽放钻孔浓度由80%降低到10%左右, 使工作面正常生产提高采煤效率, 稳定了矿井产量, 创造了良好的经济效益, 为集团公司实现跨越式发展提供了有力的资金保障。

6 适用范围和应用前景

6.1 预抽时间在5个月内较好, 最佳抽放时间在3个月内, 抽放时间过长, 总体抽放量下降。

6.2 高位钻孔与煤层倾角为8°~15°度为最佳。

6.3 经过认真准备和科学施工, 普通钻机在一定条件下可以钻

出近250米的长钻孔, 为掘进巷道中预抽本煤层瓦斯提供了很好的解决手段。

摘要：介绍了使用高位钻孔与本煤层钻孔在陶一矿12900工作面瓦斯抽放, 该技术是解决高瓦斯矿井回采工作面瓦斯高的有效方法。

瓦斯隧道施工通风技术运用与分析 篇9

隧道按单洞分离式设计, 左右线相距26-50m。隧道长度为:左线6123米;右线6115米, 隧道净宽10.25m, 净高5.0m。隧道出口共2540米主要穿越炭质泥岩层, 表现为瓦斯涌出。解决好施工通风确保排放瓦斯通风效果能够防止瓦斯隧道施工过程中发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故。

2 通风方案选择

2.1 通风方式选择

隧道通风方式一般分为巷道式和管道式两种, 其中巷道式通风需设置坑道, 不利于工程成本, 所以本隧道优选管道式通风方式。而管道式按送风方式不同可分为压入式、抽出式和混合式三种。压入式通风是将通风机安设在洞口附近, 通过通风管将新鲜风压送到开挖工作面, 并将污风沿隧道排除洞外。其优点是通风机位置固定, 风筒有效射程长, 缺点是排烟速度慢, 通风耗能多。抽出式通风是将通风机安设在开挖工作面污染源附近, 通过通风管将开挖工作面污风排除洞外, 优点是排烟效率高, 缺点是通风机位置随隧道掘进不断前移, 施工不便。混合式通风需设两套风机和风筒, 一般只在长隧道、对通风要求高等情况下使用[1]。

隧道单口掘进长度3065m, 根据施工进度分阶段采取压入式和混合式通风方案。

第一区段:单口掘进长度≤1000m时采用压入式通风。如图1所示, 正洞设置通风机, 配风管组成压入式通风系统。

第二区段:单口掘进长度>1000m时采用混合式通风。如图2所示, 正洞和开挖工作面均设置风机, 配两套风管组成混合式通风系统。

2.2 隧道施工期间所需风量计算

管道通风所需风量根据隧道内同时工作最多人数、爆破作业瓦斯涌出量、最小风速等分别进行计算, 并取其最大值作为设计风量[2] (公式详见各种文献) 。计算得第一区段工作面所需风量为2327m3/min, 第二区段工作面所需风量为1008m3/min, 如表1。

2.3 通风机供风量确定

风机供风量=管道漏风系数×工作面最大所需风量。风机供风量第一区段为1.30×2327=3025m3/min, 第二区段为1.20×1008=1210m3/min。

2.4 风压计算

第一区段选择φ1.5m风管, 第二区段选择φ1.8m风管 (公式详见各种文献) , 风压计算结果如表2。

2.5 通风设备配置

选用两台SFD-1-NO.12.5型单速叶片可调式通风机。第一区段将两台通风机布置在洞口, 配φ1.5m风管组成压入式通风系统;第二区段将两台通风机分别布置在洞口和开挖面附近, 调节风机转速使洞内风机抽风能力大于洞口风机20~30%, 配φ1.8m风管组成混合式通风系统。通风机参数见表3。

2.6 后期维护

隧道采用不间断24h通风, 通风机的启动、变速、停止由监控中心调试指挥, 由专职的通风机司机按规程要求操作。尽量减少通风机停机次数, 发挥连续运转性能。日常和定期相结合地检修维护通风设施, 定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等并作出详细记录。通风机房附近20m范围内不得有火源, 通风机前后不得停放闲置机具和堆积杂物。通风机设置两路电源并装设风电闭锁装置, 必须安装专用电表, 安装过载限压等保护装置, 经常检查通风机支架、风管承重索。

3 总结

隧道施工现场实测隧道通风状况良好, 通过遥控自动化瓦斯监测系统对隧道瓦斯浓度进行监测, 开挖面爆破后瓦斯浓度最高值达到0.45%, 爆破后, 隧道通风系统以最大风速通风排污, 通风1h后到下次钻孔或爆破前, 持续通风下隧道瓦斯浓度平稳维持在0.05%以下, 钻孔后由于岩体面瓦斯溢出, 瓦斯浓度达到0.1%, 小于隧道正常施工瓦斯浓度最大限值0.3%, 人工辅助监测记录隧道瓦斯浓度未达到0.5%, 且隧道内最低风速大于1m/s[3], 整个隧道施工过程, 通风技术满足安全生产要求, 未发生瓦斯事故, 可为今后类似瓦斯隧道工程的修建提供参考。

参考文献

[1]王虎盛.瓦窑岭瓦斯隧道施工通风技术[J].北方交通, 2011, (1) :50-51.

[2]TB10120-2002, 铁路瓦斯隧道施工技术规范[S].

铁路瓦斯隧道施工特点及问题探析 篇10

1 瓦斯隧道的分类

按照具体分类, 瓦斯隧道可以分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道。在具体的隧道中又可以按区进行划分把隧道分为四个区段:非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区和瓦斯突出工区。在实际工作当中, 对于非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区以及瓦斯突出区四个不同的区段有不同的判定标准。以判定标准作为依托, 就可以及时地发现每个区段是否有异常情况, 以便及时排查以消除隐患。目前区段级别的判定标准:第一, 在低瓦斯区段是以瓦斯涌出量为判定标准的, 而具体的瓦斯涌出量0.5 m3/min为界线, 如果小于0.5 m3/min则属于低瓦斯工区;第二, 高瓦斯工区也是以瓦斯涌出量为判定标准的, 如果大于或等于0.5 m3/min则属于高瓦斯工区;第三, 瓦斯突出工区判定的标准因素较多, 以瓦斯压力、煤的坚固性系数、煤的破坏类型以及瓦斯放散初速度作为判定的标准。

2 瓦斯隧道的施工特点

瓦斯隧道的施工特点主要从超前地质预报、监测系统、进洞管理系统三个方面进行了论述。

2.1 超前地质预报

铁路隧道综合超前地质预报工作分为不同的级别, 从高到低依次可分为A、B、C、D四个级别。预报预测是以各种手段综合进行的, 比如地质雷达、红外线探测、超前探孔和弹性波探测等很多种手段。综合运用各种手段然后对级别进行判断, 技术手段的多少直接会影响到频次。超前地质预报前要有提前制定出的预报方案, 在施工过程中会穿过瓦斯聚集区或是煤层, 都要制定专项的措施或者是石门揭煤的措施。在揭煤前探明必要的参数, 一些预报前的准备工作都做好了, 就可以制定具体的施工方案并将具体方案以文字形式确定下来。

2.2 监测系统

施工监测系统中具体可以分为自动监测报警系统和有害气体人工全天候监测系统两类监测系统。首先自动监测报警系统。自动监测报警系统是通过借助于瓦斯探头将实际位置监测点瓦斯和其他有害气体的相关数据传输到控制中心, 如果传输的数据超过了最高限值那么系统就是自动进行报警并进行断电。当出现这种情况时, 应当立即对施工点的人员进行疏散, 并立即启动提前做好的预报实施方案。

其次是有害气体人工全天候监测系统。针对有害气体人工全天候监测的工作要有必要的瓦检仪器和瓦检员。瓦检员要携瓦检仪对有可能聚集有害气体的空间和位置给予系统的检测, 在进行检测工作时, 瓦检员一定要认真地履行工作职责认真对施工点进行检测。在检测进行过程中要及时地对检测结果和检测数据进行记录。检测工作中若发现数据异常情况发生一定要及时汇报。

2.3 进洞管理

进洞管理具体包括人员进洞挂牌制度和人工值班制度。为了加强隧道施工安全管理, 确保参战员的生命安全, 笔者所在单位是通过实行进洞人员挂牌制度来掌握隧道内施工人员动态, 并为进洞人员增加了一道保护屏障。推行进洞挂牌制登记制度, 进一步增强了全体参建员工的安全防范意识, 也推进了文明施工标准化、规范化的步伐。例如依开挖班、衬砌班、机械班依次分类, 上岗人员要进洞时首先将自己的上岗牌挂在设立的白色墙板上, 然后再入洞施工。为了完善进洞管理工作, 还要在洞外配备专门的值班人员。值班人员在岗期间要做好对瓦斯自动报警系统要随时进行督查, 另外值班人员还要对容易引起火源产生的物品进行及时排查, 对于入洞人员的不规范行为, 值班人员要给予及时的警告。

3 石门揭煤

石门揭煤又叫石门见煤, 石门是穿越岩层的水平巷道, 其层位在岩石层中。石门揭煤最为关键的就是为了防止煤与瓦斯突出、有害气体排出等可能的地质灾害, 它是揭开石门、穿越煤层段的施工全过程。

3.1 煤层参数的探明

在接近煤层15~20 m应停止下掘, 并进行超前地质钻孔。在掌子面进行施作时应保证探孔至少一个, 根据钻杆压力或者孔内排出物质等情况对煤层厚度和位置进行估测。若距离煤层低于10 m, 应保证三个探孔, 确定好覆盖的具体方位时才能保证所测煤层的走向和厚度是正确的。

3.2 防突措施

煤与瓦斯突出的主要防止手段为钻孔排放, 在预测有突出危险之后, 要制定专项的措施。主要包括对于瓦斯排放孔的布置一定要遵循一定的原则、排放孔施钻过程中应注意观察动力现象和发生的任何异常情况以及在瓦斯排放期间要对排放孔实时监测。

4 结论与建议

瓦斯隧道相比普通隧道在超前地质预报、监测系统、进洞管理系统等几个方面都有其各自显著的特点。为了铁路瓦斯隧道工作更加趋于规范化, 应通过以下几个方面的建议工作来使施工更加完善:铁路瓦斯隧道需要建立更加先进的人员进洞管理系统;所以瓦斯隧道需要配备双电源并且还要安装双回路。对于低瓦斯隧道第二路电源要在第一路电源停止供电的15 min内进行供电。而对于高瓦斯和瓦斯突出隧道第二路电源则需要热备, 能够保证瞬时切换;所有瓦斯隧道施工中, 固定的监测设备要配备防爆型, 排除安全隐患。

参考文献

[1]TB10120—2002, 铁路瓦斯隧道技术规范[S].北京:中国铁道出版社, 2002.