《老周岩隧道进口工区高瓦斯防爆施工技术措施》由会员分享，可在线阅读，更多相关《老周岩隧道进口工区高瓦斯防爆施工技术措施（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、老周岩隧道进口工区高瓦斯防爆施工技术措施 【摘要】本文从通风控制技术、瓦斯监测技术、设备改造技术等方面介绍了渝黔铁路土建5标老周岩隧道的防爆技术措施，对今后类似工程有一定的借鉴作用。【关键词】瓦斯；隧道；防爆1. 工程概况本隧位于重庆市綦江县盖石镇和赶水镇行政辖区，中心里程D2K88+471，最大埋深约414m，全长7536m。隧道施工起讫里程为D2K84+703-D2K92+239。设计围岩段落划分为：级围岩6108.5m，级围岩1096.5m，级围岩321m。进口平导起讫里程为：PDK84+710-PDK88+243，长度3533m；出口平导起讫里程为：PDK88+915-PDK92+24
2、1,长度3326m。隧道通过东溪镇背斜南部倾伏端，主要通过侏罗系砂岩，泥岩夹砂岩地层；局部地段地下水具侵蚀性；受油气构造影响，本隧为高瓦斯隧道。隧道紧邻东溪气田南侧，位于该气田侵染区，由于隧区地腹深处产储油气层较多，这些储气层中的天然气有可能顺裂隙向上运移，对隧道施工影响较大。综合地形地貌（临空条件）、地层岩性、构造特征以及天然气测点显气特点等因素考虑，本隧道为高瓦斯隧道，其中D2K84+740D2K91+710(PDK84+755PDK91+290)为高瓦斯段，其他段为低瓦斯段。2. 通风控制技术为了保证隧道施工期间工作面瓦斯积聚浓度小于0.5%，加强通风是关键的技术措施。2.1施工通风参数
3、计算根据铁路瓦斯隧道技术规范和有关施工通风手册,计算本隧道巷道通风、压入式通风有关参数，以便据此选择风机类型。2.1.1 正洞无轨运输所需风量 按洞内最小允许风速计算：Q1=60VS 式中：V保证洞内稳定风流之最小风速，瓦斯隧道取0.3m/s；S开挖断面积，正洞级围岩S=121.79m。Q1=60VS=60121.790.3=2192m/min。 按洞内同一时间最多人计算：Q2=4KN式中：4每人每分钟供风标准，m/minK隧道通风系数，包括隧道漏风和分配不均匀等因素，取K=1.25；N隧道内同时工作的最多人数，取100人。Q2=4KN=41.25100=5OOm/min。 按瓦斯绝对涌出量计
4、算：Q3= KQ绝/( Bg允- Bg送)式中：Q绝瓦斯绝对涌出量取实测值，取炮台山隧道参照值3.03 m/min，施工中据实调整。Bg允工作面允许瓦斯浓度,取0.5%；Bg送送入风中瓦斯浓度,取0。K风量备用系数，即考虑隧道漏风、瓦斯涌出不均衡所取的系数，取K =1.6。Q3=KQ绝/( Bg允- Bg送)=1.63.03/(0.5%-0)=970m/min。 按稀释和排炮烟所需风量计算:Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t式中： A一次爆破所用最大装药量，正洞级围岩一次爆破装药量A=300Kg，施工中据实调整；S开挖断面积，正洞级围岩S=121.79m；L通风机至掌子面的距离，L=500
5、m；t通风时间，一般为2030min，取30min。Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t=7.8(300(121.79500)2)1/3 /30 =2694m/min。 按同时起爆炸药量计算Q5=5Ab/t式中：A一次爆破所用最大装药量，正洞级围岩一次爆破装药量A=300Kg，施工中据实调整；b每公斤炸药爆炸生成的有害气体量，取b=40m/ Kg；t通风时间，一般为2030min，取30min.Q5=5Ab/t=530040/30=2000m/min。按洞内使用内燃机械所需风量计算 Q=Q0P式中 Q0坑道内使用柴油设备的单位功率所需风量指标，铁路隧道施工规范规定，1kW单位通风量宜不小于3
6、m/min，采用3m/min/kW的指标。P同时在洞内作业的各种柴油机功率总和，如下表所示；序 号设备名称功率（kW）数 量备 注1装载机16012挖掘机16013汽车11844其它辅助机械1001合计8927所以：Q= Q0P=3892=2676m/min上述三者中取计算的最大通风量，则无轨运输方案中通风量按Q=2676m/min设计。根据以上计算结果，取最大值2676m/min为隧道正洞所需风量。2.1.2 正洞压入式风机选择及检算根据正洞开挖掌子面所需风量最大值2676m/min确定风机，选用山西侯马鑫丰康风机有限公司生产的隧道专用防爆压入式轴流通风机SDF(C)-12.5型2110KW
7、风机，随正洞开挖掌子前移压入式通风，风管直径1800mm，其性能为：高速风量1548m2910m/min，风压13785355Pa；风速验算：按取最大风量2910m/min 采用III级断面S=121.79验算，最大风速为2910121.7960=0.40m/s ；因0.40m/s1m/s，在隧道正洞顶部可能形成瓦斯层流，现场采取在新鲜风流巷中安设辅助局部扇风机，巷内轴向层流中设置风筒，风筒相应长度开孔对准顶板，冲淡吹散层流中的瓦斯。2.1.3 平导有轨运输所需风量 按洞内消除瓦斯积聚的最小风速计算：Q1=60VS 式中：V消除瓦斯积聚的最小风速，瓦斯隧道取1.0m/s；S开挖断面积，平导级围
8、岩S=21.31m。Q1=60VS=6021.311=1279m/min。 按洞内同一时间最多人计算：Q2=4KN式中：4每人每分钟供风标准，m/minK隧道通风系数，包括隧道漏风和分配不均匀等因素，取K=1.25；N隧道内同时工作的最多人数，取50人。Q2=4KN=41.2550=250 m/min。 按瓦斯绝对涌出量计算：Q3= KQ绝/( Bg允- Bg送)式中：Q绝瓦斯绝对涌出量取实测值，取炮台山隧道参照值3.03 m/min，施工中据实调整。Bg允工作面允许瓦斯浓度,取0.5%。Bg送送入风中瓦斯浓度,取0。K风量备用系数，即考虑隧道漏风、瓦斯涌出不均衡所取的系数，取K =1.6。Q
9、3=KQ绝/( Bg允- Bg送)=1.63.03/(0.5%-0)=970m/min。 按稀释和排炮烟所需风量计算:Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t式中： A一次爆破所用最大装药量，正洞级围岩一次爆破装药量A=60Kg，施工中据实调整；S开挖断面积，平导级围岩S=21.31m；L通风机至掌子面的距离，L=500m；t通风时间，一般为2030min，取30min。Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t=7.8(60(21.31500)2)1/3 /30=493m/min。 按同时起爆炸药量计算Q5=5Ab/t式中： A一次爆破所用最大装药量，正洞级围岩一次爆破装药量A=60Kg，施工中据
10、实调整；b每公斤炸药爆炸生成的有害气体量，取b=40m/ Kg；t通风时间，一般为2030min，取30min.Q5=5Ab/t=56040/30=400m/min。所需风量的确定：根据以上计算结果，取最大值1279m/min为平导所需风量。2.1.4 平导压入式风机选择及检算根据平导开挖掌子面所需风量最大值1279m/min确定风机，采用防爆压入式轴流通风机SDF(C)-11型255KW风机，风机置于正洞，风管直径1200mm，通过横通道向平导开挖掌子面前移压入式通风，其性能为：高速风量1015m1985m/min，风压6244150Pa；风速验算：按取风机抽出能力最大风量1985m/min
11、 ，平导断面 S=21.31进行风速验算，最大风速为：198521.3160=1.54m/s。 2.1.5 巷道（平导）抽出式风机选择及检算根据巷道式通风抽出总通风机能力必须大于压入通风机能力的原则，正洞开挖掌子面所需风量最大值2676m/min平导开挖掌子面所需风量最大值1279m/min确定风机，采用FBDCZ-19型2110KW煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机，在平导口固定安装1台实施负压抽风，单机高速风量2550m5430m/min，风压1163417Pa；风机抽出最大风量为5430 m/min风机压入最大风量（2910+1985）=4895 m/min，能够满足巷道式通风要求。最大风
12、速验算：按取风机抽出能力最大风量5430m/min ，平导断面 S=21.31进行风速验算，最大风速为：543021.3160=4.25m/s；风速验算：按取风机抽出能力最小风量2550m/min ，平导断面 S=21.31进行风速验算，最小风速为：255021.3160=1.99m/s1m/s，符合驱散瓦斯聚集的最低风速要求。2.2 施工通风方案根据老周岩隧道高瓦斯地质情况，总体通风方案采用巷道式通风，为确保排放瓦斯通风效果，横通道间距按不大于300m考虑，具体分阶段通风方案如下：第一阶段：第一个横通道贯通前采用压入式通风。正洞设置1台2110kw轴流通风机、配1800mm风管，平导设置1台
13、255kw旋轴流通风机、配1500mm风管。第二阶段：第一个横通道贯通后采用巷道式全负压通风系统。正洞内设2台通风机，独立通风。一路给正洞通风，配置1台2110kw对旋轴流通风机、1800mm风管压入式通风，另一路通过横通道给平导通风，配置1台255kw对旋轴流通风机、1500mm风管压入式通风。考虑隧道洞口地形狭窄的条件，隧道进第一个横通道作为进出运输通道，在进口平导口左侧开凿专用通风巷道安装1台2110kw煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机，并备用1台，巷道口适当位置安装风门。正洞内2台风机随掘进前移，正洞通风机安设位置到开挖面距离不小于330m，平导压入式通风机安设位置到开挖面的距离不小于
14、350m且以不发生循环风为前提。1800mm和1500mm风管均采用抗静电、阻燃的柔性风管。根据通风检测情况，对瓦斯易于积聚的空间，在正洞和平导适当位置、横通道连接处、台车处增设SLFJ100-2T防爆射流风机，实施局部通风的方法，消除瓦斯积聚。除临近开挖面作回风的横通道外，其它不用的横通道均及时封闭。第三阶段：隧道贯通后采用巷道式通风。全隧贯通后及时调整通风系统，平导进出口各开启1台2110kw煤矿地面防爆抽出式对对旋轴流通风机采用抽出式通风形成巷道通风，防止瓦斯超限。方案二主扇巷道式通风方案相关参数表施工长度正洞洞内平导洞内平导洞口小计主要扇风机台数1113备用112风量（m3/min）291019855430风压（Pa）535541503417局部扇风机台数213备用1121800双阻抗软风管根数11长度（m）6006001500双阻抗软风管根数11长度（m）130013003. 瓦斯监控技术瓦斯监测为及时掌握隧道内瓦斯浓度提供数据，是预防瓦斯爆炸的重要技术手段。3.1瓦斯监测仪器配置 瓦斯监测采用自动监控系统和人工监测。自动监控系统采用KJ30
