21瓦斯隧道施工通风的标准及要求 2瓦斯隧道施工通风的主要形式3隧道施工通风系统 33. 1施工通风方案的设计参数 33. 2施工通风设计 34施工通风运营及管理 M5施工通风系统的通风效果检测评价 M6施工通风系统的维护保养 157防瓦斯聚积的通风措施 168对有关标准中最小风速的思考 16分报告之二:财神庙非煤系变质岩瓦斯隧道施工通风技术研究报告在隧道的施工中,进行有效的通风系统设计以排除或稀释因凿岩爆破、内燃机工 作而产牛的有害气体和粉半,提供足够的新鲜空气是确保施工顺利进行,提高劳动牛 产率的关键之一在瓦斯隧道的施工中,除了达到上述要求以外,还需要对隧道中溢 出的瓦斯气体进行有效稀释,确保瓦斯隧道安全施工财神庙磨沟斜井工区和大沟横洞工区被定为低瓦斯工区,其中DZK237+430〜 DZK238+003和DZK239+320〜DZK240+350段定为瓦斯段,必须按照瓦斯隧道的要求施 工按照《铁路瓦斯隧道技术规范》要求必须采用独立可靠的通风系统确保安全施工, 防止瓦斯积聚的风速不能小于lm/so1瓦斯隧道施工通风的标准及要求1.1低瓦斯工区的施工通风方式应采用压入式高瓦斯工区和瓦斯突出工区,施 工通风方式宜采用巷道式。
1.2瓦斯隧道各工区在贯通前,应做好风流调整的准备工作贯通后,必须调整 通风系统,防止瓦斯超限,待通风系统风流稳定后,方可恢复工作1.3瓦斯隧道各开挖工作面必须采用独立通风,严禁任何两个工作面之间串联通 风1.4瓦斯隧道需要的风量,必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝 对涌出量分别计算,并按允许风速进行检验,采用其中的最大值1.5按瓦斯绝对涌出量计算风量时,对于低瓦斯工区,应将洞内各处的瓦斯浓度 稀释到0.5%以下;对于高瓦斯工区和瓦斯突出工区,长度较大的独头坑道,应将开 挖工作面风流小的瓦斯浓度稀释到0. 5%以下;平行导坑仅作巷道式通风的回风道时, 其瓦斯浓度应小于0. 75%1.6瓦斯隧道施工中防止瓦斯积聚的风速不宜小于lm/so1.7瓦斯隧通施工中,对瓦斯易于积聚的空间和衬砌模板台车附近区域,可采用空气引射器、气动风机等设备,实施局部通风,消除瓦斯积聚1.8瓦斯隧道在施工期间,应实施连续通风因检修、停电等原I大I停风时,必须 撤出人员,切断电源恢复通风前,必须检查瓦斯浓度当停风区中瓦斯浓度不超过 1%,并在压人式局部通风机及其开关地点附近10m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。
当停风区中瓦斯浓度超过1%时,必须制定排除 瓦斯的安全措施,回风系统内还必须停电撤人只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不 超过1%吋,方可人工恢复局部通风机供风的坑道中一•切电气设备的供电1.9采用平行导坑作回风道时,除用作回风的横通道外,其他不用的横通道应及 时封闭,留作运输用的横通道应设两道风门,防止风流短路1.10临吋停工地点,不得停风,否则必须切断电源,撤岀人员,设置隔离措施, 禁止人员入内2瓦斯隧道施工通风的主要形式瓦斯隧道通风方式主要分为三大类,即:压入式通风、利用辅助坑道的通风方式 和混合式,各种通风方式的优缺点详见表2-1瓦斯隧道通风方式 表2-1序 号通风方式工程实例优点缺点1压入式阳涉线杨家峪乩斯隧 道进口采用串联通风 机将新鲜空气通过风 管肓接送到下导坑开 挖面,每台风机可送 800m左右有效射程大,冲淡和排除炮烟的作 用比较强;工作面冋风不通过风机 和通风管,对设备污染小,在有瓦 斯的采用这种工作方式比较安全; 可以用柔性风管;丁-作面的污浊空 气沿隧道流出,沿途就一并带走隧 道内的粉尘及有毒气体,对改善工 作面的环境更有利长距离掘进排出 炮烟需要的风量 大,通风时间长。
2利用辅助 坑道成昆线沙木拉达乩斯 隧道采用巷道式通 风;阳涉线杨家峪乩 斯隧道出口在距洞口 约400m处,开一竖井 作为风井;溪田线八 盘岭乩斯隧道开凿5 个斜井通风通风距离小,可供应较大的风量通风系统复杂,管 理困难3混 合 式吸出 式巷 道与 管道侯月线云台山乩斯 隧道进、出口正洞、斜井进新鲜空气,平 导、通风斜井排污浊断面大,通风阻力小,可供应较大 的风量负压通风存在污 风通过风机,存在 安全隐患混合 通风空气吸出 式巷 道与 局扇 混合 通风南昆线家竹筲高瓦 斯隧道采用高位平 导负压通风,正洞上 半面及平导血的采 用局扇供风断血大,通风阻力小,可供应较大 的风量负压通风存在污 风通过风机,存在 安全隐患3隧道施工通风系统3.1施工通风方案的设计参数a最低风速依据《铁路瓦斯隧道技术规范》7. 2.7要求:“瓦斯隧道施工中防止瓦斯积聚的 风速不宜小于lm/s”,根据以往瓦斯隧道施工案例,如:家竹筲瓦斯隧道0.5m/s、华 蓋山瓦斯隧道0. 5m/s,朱嘎瓦斯隧道0. 5m/s,董家山隧道0. 5m/s,结合财神庙隧道 的实际情况确定冋风风速按0. 5m/s计算b瓦斯最大溢出量依据煤炭科学研究总院西安分院《襄渝线财神庙隧道磨沟工区瓦斯参数测试及评 估》,掌子面的瓦斯涌出量为0. 1739 m3/rnin;当隧道掌子面完全进入到含瓦斯岩层 中时,掌子面的瓦斯涌出量为0. 4837 m3/mino隧道瓦斯等级管理分类的标准规定,当全工区的瓦斯涌出量小于0. 5 m3/min吋, 为低瓦斯工区;大于或等于0. 5 m3/min吋,为高瓦斯工区。
按这一分类标准,从现 场瓦斯检测以及瓦斯涌出量的预测结果来看,该工区应为低瓦斯工区c瓦斯、硫化氢的浓度根据现场检测,瓦斯最大浓度为9. 6%,为爆炸威力最大硫化氢最大浓度为 25ppm,而《工作场所有害因索职业接触限值》中规定,作业场所硫化氢的最高允许 浓度为 10mg/m3,即 6. 588ppmo3. 2施工通风设计3. 2. 1概述沪汉蓉通道增建二线工程财神庙隧道起止里程为DzK235+220〜DzK242+848,全 长7628m,设有大沟横洞和磨沟斜井为辅助坑道大沟横洞长347米,坡度1%,磨沟斜井井长574米,坡度10.1%在施工过程中磨沟斜井工区和大沟横洞工区被定为低瓦斯工区,其中DZK237+430〜DZK238+003和DZK239+320〜DZK240+350段定为瓦斯段,具体见下图由于现场实际,磨沟斜井工区的瓦斯防治最困难,因此只写磨沟斜井的wm,瓦斯段非瓦斯段图2-1财神庙隧道瓦斯段分布示意图财神庙隧道磨沟斜井工区瓦斯出现及评估情况:(1) 2006年9月15日下午13: 50分,DzK239+372. 7打眼过程中出现臭鸡蛋气 味的不明气体,采用便携式瓦斯检测仪(JcB-AB)检测浓度为0.19%。
此段隧道围 岩主要为云母石英片岩、整体性较好,隧道底部线左有炭质片岩出现,即臭鸡蛋气味 气体溢出位置2) 2006年9月19 口,经西安近代化学研究所分析测试中心对隧道内臭鸡蛋气 味气体进行抽样检验,检验结果报告表明此气体主要成分为甲烷3) 2006年10月,经煤炭科学研究总院西安分院对财神庙磨沟斜井工区瓦斯溢 出量评估,结论如下:8、隧道围岩中赋存的瓦斯以游离状态为主,推测其最大可能來自其它地方运移 扩散的游离瓦斯,保存在岩体孔隙和裂隙中b、 对釆集的样品分析化验表明,气成分中甲烷8. 001 %〜9. 184%,平均8. 592%, 甲烷所占比例不足10%;瓦斯气含量测试结果介于0.078〜0. 121cm3/g,表明岩体瓦 斯含量比较低c、 瓦斯参数孔现场测试基本检测不到瓦斯压力,钻孔瓦斯流量也非常小,而且 衰减很快d、 现场瓦斯浓度检测数据分析结果表明,隧道掌子面瓦斯涌出量为 0. 1783临/血门;依据实测瓦斯含量对掌子面瓦斯涌出量的预测结果为0. 1739-0. 4837 m3/mi noe、 根据《铁路隧道瓦斯隧道技术规范》,从现场瓦斯浓度检测数据分析结果以及 瓦斯涌出量的预测结果來看,该工区应为低瓦斯工区。
按正常掘进时隧道正洞正方向 掌子1000m3/min的配风量计算,预计回风流中的瓦斯浓度为0. 017%-0. 048%,供 风量能够满足通风要求3. 2.2通风方案比选财神庙隧道于2006年9月15 口在磨沟工区掌子面DZK2394-373出现瓦斯,为按 照瓦斯隧道札I关规定施工,必须重新制定通风方案以确保安全施工通风方案主要是 针对磨沟斜井正洞安康方向瓦斯段,未开挖段均为III级围岩(S=62. 24m2)o开挖采用 全断面开挖,人工风钻打眼,煤矿许用炸药、煤矿许用电雷管起爆,光面爆破,挖掘 机辅助装载机挖、装独,自卸汽车运输,二次衬砌采用模板台车衬砌,妊在洞外集中 拌和,妊运输车运输,泵送入模考虑到安康方向预计施工到DzK2404-350,距离斜井与正洞交汇点DzK2394-000为 1357m,斜井长574m,再加之斜井与正洞水平夹角为61.24° ,使通风难度加大同 时进口段预计施工至MK238+000,长度1000mo经过项H部研究讨论提出以下四种通 风方案进行比选:方案1:在DZK238+700处设通风竖井,新鲜风流从斜井进入,由竖井排除由 地形图查得原地表高程为350m,该处拱顶高程为255m,竖井长度为95米,竖井直径 2米,采用喷锚支护:锚杆长度2. 5m,1.0mX1.0m梅花形布置,喷射混凝土厚度为10cm, 并在竖井口设2m的钢筋混凝土锁口 ;方案2:采用双风管压入式通风。
对斜井拱部进行二次扩挖,并采用喷锚支护: 喷射混凝土厚度10cm,锚杆长度2.5m, l.OmXl.Om梅花形布置;方案3:在斜井喇叭口处设通风洞室,洞室容积300m3o新鲜风流送到风室后,再 由风室分送到工作面风室采用喷锚支护,喷射混凝土厚度10cm,锚杆长度2. 5m, 1.0m Xl.Om梅花形布置,洞室风门采用钢板进行封堵方案4:在DzK239+016〜IkK239+046衬砌段设风室,风室容积432m\新鲜风流送到风室后,再由风室分送到工作面风室在隧道拱部3m处形成封闭风室,底板和两挡头采用3mm钢板焊接,采用T16T字钢门架支撑(风室见图2-2 )o通风方案经济比较(见表2-2 )o财神庙隧道磨沟斜井通风方案设计经济比较 表2-2方案工程项目单位单价数量价值备注1.设通风 竖井开挖m3122. 2429836427. 52网喷m31145.659.768392. 32砂浆锚杆m24. 18149136052. 38钢筋混凝十•护壁m3670. 466. 284210. 4888合计元145082. 70882.采用双 风管开挖m366. 931831122548. 83网喷m31145.6367420435. 2砂浆锚杆m24. 1810045242888. 1拱顶扩挖1叫填混 凝十.m3464. 691762. 18818867.4合计元1604739. 5543.斜井喇 叭口设通 风洞室开挖m3122. 2430036672网喷m31145.61517184砂浆锚杆m24. 183759067. 5钢板3mm厚t4980。