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1、煤炭沟隧道瓦斯防治措施一、依据主要规范1、公路隧道施工技术规范2、铁路隧道施工规范3、煤矿安全规程4、铁路瓦斯隧道技术规范5、两阶段施工图设计二、概述、工程概况：我部承担雅砻江官地水电站对外交通公路（经久转运站至金河段）标段的施工任务，其主体工程煤炭沟隧道地处凉山彝族自治州盐源县金河乡温泉村小关河沟口。处于省道307线K672+148K673+481段，距离西昌市70km，距离金河乡7km。该隧道设计时速为30km/h，为单洞双车对向交通三级公路隧道，全长1333m，进口底板高程1315.14m，出口底板高程1355.04m，设计纵坡为3%。施工工期为2007年3月12日至2008年9月27日
2、。2、地质状况：地质勘探资料显示，隧址区出露地层主要为第四系坡残积层（Qdl+el）碎石土，三叠系侏罗系白果湾群 （T3Jlbg）长石石英砂岩，灰质、泥质粉砂岩，灰质页岩含煤层，属瓦斯地层。盐源县金河乡福利煤矿资料位于隧道上方约1公里坡体上，产煤地层与隧址区地层为同一套地层，隧址区为薄煤层，厚度小于50cm。吨煤瓦斯涌出量为5.45m3/t，单日瓦斯最大涌出量为0.1814m3/min。矿井瓦斯等级为低瓦斯。煤炭沟隧址属低瓦斯工区，二级瓦斯地段。三、瓦斯防治技术措施根据地质祥勘报告，本隧道为低瓦斯隧道，按二级瓦斯地段设计，防治措施为：1、 加强通风。本隧道设计为低瓦斯隧道，施工阶段主要依靠通风
3、来稀释瓦斯，控制其浓度在一定的范围内，以达到安全施工的目的。风量检算：按洞内同时工作的最多人数及采用内燃机作业计算需要风量Q=KfPmaxqg+liQ1式中：Kf - 风量备用系数，一般采用1.101.15；Pmax - 洞内同时工作最多人数；qg - 每人需要的新鲜空气。一般隧道为23m3/min；li - 洞内同时使用的内燃机作业的千瓦数；Q1 - 洞内使用内燃机械时，1kw的需风量应不少于3m3/min。本隧道：Q=1.15603+ 2003=807 (m3 /min )按爆破后有害气体计算通风量QH=100Ebe/et式中：E-同时爆破的炸药量；be- 1 kg炸药爆破后产生的一氧化碳
4、，使用硝酸铵炸药时为0.04m3；e -允许有害气体的浓度，一般为0.02；t -规定的通风时间（min）。本隧道：QH=100500.04/0.0215=667 (m3 /min )按最小风速计算通风量QuVfF（m3/s）式中： Vf-最小风速（m/s）F-坑道最大断面积（m2）坑道内允许风速（m/s）正常温度最小风速最大风速坑道内风速不超过+250.156.0保持不小于0.25本隧道：Qu0.15100=15（m3/s），即900 m3 /min。风量确定。综上所述，本隧道最大需风量取为900 m3 /min，施工采用1000 m3 /min型的风机，进出口分别设置。另外，在洞内风流不畅
5、易积聚瓦斯处，如大型固定设备下风侧、台阶处、洞顶等部位，布置小型吹风机，一旦瓦斯超标立即开动。现场通风设备。进出口均选用西安咸阳风机厂生产的SDDY-1NO11A型风机，风量1000m3/min，全压37005400Pa, 最高点功率107KW，配用电机功率255KW。采用PVC拉链直径1.2m抗静电、阻燃的风筒，风筒口到开挖面的距离15m。2、 封闭开挖面。采用气密性喷射砼尽快对开挖面进行封闭，以减少瓦斯溢出量。喷射砼的透气系数不应大于10-10cm/s。本隧道设计初期支护的气密性喷射砼厚度为V级围岩23cm、IV围岩20cm，开挖完成后必须立即对拱顶、边墙及掌子面进行35cm厚的初期喷护，
6、以减少瓦斯的溢出量，之后才能进行其他支护作业。气密性喷射砼施工配合比已经设计，满足气密性要求。3、勤于检测。采用“双保险”监测措施。即建立遥控自动化监测系统与人工现场监测相结合。遥控自动化系统由洞口监测中心（配置主控计算机）和在洞内各工作面、塌方空洞、巷道转角等处瓦斯浓度设探头、风速探头、自动报警器、远程断电仪组成。通过各探头，洞口监测中心随时了解洞内各处瓦斯浓度和风速情况，如有超标立即报警并通过断电器关闭洞内电源。各工作面和瓦斯情况可及时地被监控人员掌握，提高对事故的应变能力，特别是揭煤放炮期间，监测人员能立即观察到炮后瓦斯浓度变化曲线和涌出量，节省施工间隙。但设置自动监测系统的探头须离开挖
7、面有一定的距离，还要人工配合检查，实行装药前、放炮前、爆破后人工进行瓦斯检查（即一炮三检查）。使得开挖过程中监测瓦斯浓度做到不间断，必要时应钻孔埋管实测瓦斯压力，以通过通风和瓦斯检测计算全坑道的瓦斯涌出量，根据检测结果核对施工区和煤系底层的瓦斯等级，必要时进行修正。其布置见自动化监测系统布置图。固定瓦斯监测。采用13只JbQ-QBB2-CO-PH防爆型一氧化碳浓度探测器和13只JTQB-Bhi-PH02防爆型瓦斯浓度探测器组成自动化监测系统，其布置图如下：流动瓦斯探测。进出口各配备AZJ-91型微型沼气检测报警仪各2台，该仪器携带方便，主要用于洞内巡回检测，瓦斯浓度报警误差0.1%，略有偏大。
8、另配备GWJ-1A型光干涉型甲烷测定器，该装置不但能测甲烷，还能测出二氧化碳浓度，误差0.02%，精度较高，该仪器专人操作，隧道施工中所采取的安全措施、工艺方法、均根据该仪器测得的数据进行改进。洞内瓦斯监测的部位：钻完30m 超前探孔眼在孔口检测；装药前检测；爆破通风20分钟后检测；对衬砌台车顶部等处进行检测。对已检测的数据进行分析、再决定增加检测次数。4、超前地质预报。在掌子面设置超前探孔，以提前了解前方地质状况、利用探孔测定瓦斯实际压力和溢出量，从而修订瓦斯防治措施。施工采用最少一个108超前探孔进行验证，验证孔每25m一循环，30m/孔。必要时，采用地质雷达、TSP等物探手段进行前方岩层
9、界定预报定位，已提前掌握前方地质状况，作出相应的应对措施。5、防水板封闭。采用全环防水板对初期支护表层进行封闭，此为施工图防止瓦斯溢出的第二道措施。施工时注意防水板的质量必须符合设计及规范要求、搭接长度必须大于10cm、熔接质量必须符合设计及规范要求，保证不漏水、不透气。6、二次衬砌封闭。模筑砼采用气密性砼，其透气系数不应大于cm/s，气密剂的参量根据现场试验确定。施工缝采用止水条、橡胶止水带等进行气密性封闭，防止瓦斯从缝隙中溢出。气密性模筑砼施工配合比已经设计，满足气密性要求。7、设置运营通风、监测系统。设计考虑了三组射流风机，保证运营中通风和抽排瓦斯需要，同时考虑了固定的瓦斯监测系统，对运
10、营中的瓦斯溢出情况进行监测，保证运营的安全。四、瓦斯隧道施工的基本要求：1、隧道施工前做好地质复查工作。2、施工时，必须加强通风和瓦斯检测，同时加强施工组织以防瓦斯燃烧、爆炸等事故。3、为了掌握掌子面前方的地质状况，全隧道应采用最少一个108超前探孔（取岩芯）进行验证，验证孔每25m一循环，30m/孔。必要时并采用地质雷达、TSP等物探手段进行前方岩层界面预报定位。4、在距初探煤层位置10m（垂距）处的开挖工作面上打最少1个超前探孔， 并取岩（煤）芯，分别探测开挖工作面前方上部及左右部煤层位置；按各孔见煤、出煤点计算煤层厚度、倾角、走向与隧道的关系，并分析层顶、底板岩性；同时掌握并收集探孔施工
11、过程中的瓦斯动力现象。5、探孔施工应满足：每个探孔应穿透煤层并进入顶（底）板不小于0.5m；正式探测孔应取完整的岩（煤）芯，进入煤层后宜用干钻取样；各探孔直径为108mm。钻孔过程中应观察孔内排出的浆液、煤屑变化情况，并作好记录。6、当发现煤层时，应在距煤层垂距5m处开挖工作面打瓦斯侧压孔，或在垂距不小于3米处进行突出危险性预测。瓦斯突出危险性预测按铁路瓦斯隧道技术规范相关条文进行预测。煤层超前探测及预测结果及时通报业主和设计单位，以便及时修正设计。7、强调对开挖面的快速封闭，在爆破实施后的最短时间内，采用气密性喷射砼对拱顶、边墙及掌子面进行初期喷护五、施工通风的要求：1、编制全隧道的施工通风
12、设计，并考虑各工区贯通后的风流调整和防爆要求。2、本隧道为低瓦斯隧道，各个掘进工作面必须独立通风，严禁任何2个工作面之间串联通风。3、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，采用其最大值。4、确保本隧道内任意地点瓦斯含量低于0.5%，开挖面有效风量不小于1000m3/min，风流通畅，不断路，隧道内最小风速不小于0.15m/s。5、通风机应设两路电源，并应装设风电闭锁装置；应采用抗静电、阻燃的风管，风管口到工作面的距离应小于5m；为保证有足够的需风量，要求风管的100m漏风率小于2%；同时必须有一套同等性能的备用通风机，并保持良
13、好的使用状态。6、本隧道采用瓦斯人工监测与自动遥测相结合，在开挖面以及巷道中易积聚瓦斯地点设置遥测瓦斯自动探头，在洞口设置瓦斯测报中心，洞口瓦斯超标时能够自动报警。7、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。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度，符合规定后才能启动机器。8、凡洞内风流不畅易积聚瓦斯处（如大型固定设备下风侧），应布置小型吹风机，一旦瓦斯超标立即开动。六、施工瓦斯浓度监测要求1、施工期间建立瓦斯通风监控、检测的组织系统，测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。本隧道为低瓦斯隧道，除便携式瓦斯仪外，尚应配置高浓度瓦斯自动检测仪和瓦斯自动监测报警断电装置并配
14、备救护队。2、开工前必须对施工作业及管理人员进行安全技术培训。爆破、电工、瓦检等特种作业人员必须持证上岗。3、瓦斯隧道应建立专门机构进行通风、防突、防爆及瓦斯检测工作，设置消防设施。4、在瓦斯隧道顶部进行作业时，应随时检测作业范围的瓦斯浓度，尤其应注意检测塌空区、拱顶、脚手架顶、台车顶等易于形成瓦斯聚集且风流不易到达的地方，当瓦斯积聚体积大于0.5m3，浓度大于2%时，附近20m范围必须立即停止作业，撤出人员，切断电源，进行处理。5、在有煤尘爆炸危险的煤层开挖过程中，除加强通风外，放炮前后在开挖工作面附近20m内必须喷雾洒水。6、本隧道为低瓦斯隧道，在本隧道内不应进行电焊、气焊、喷灯焊接、切割
15、等工作，当特殊情况不可避免时，在焊接切割等工作地点前后20m范围内，风流中瓦斯浓度不得大于0.5%。并不得有可燃物，两端应各设一个供水阀和灭火器，并在作业完成前由专人检查，确定无残火后方可结束作业。7、本隧道为低瓦斯隧道，必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度。瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请假报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过相关条文规定时，瓦斯检查人员有权责令现场人员停止工作，并撤到安全地点。8、瓦斯含量在0.5%以下时，每小时检查一次，0.5%以上随时检查，检查作业不得离开该工作面。9、隧道瓦斯浓度限值及超限处理措施见下表：序号地点限值超限处理措施1低瓦斯工区任意处0.5%超限处20m范围内立即停工，查明原因，加强通风监测2局部瓦斯积聚2.0%超限处20m范围内立即停工，断电，撤人，进行处理，加强通风3开挖工作面风流中1.0%停止电钻钻孔1.5%超限处停工，撤人，断电，查明原因，加强通风4煤层爆破后工作面风流1.0%超限时继续通风、不得进人5电动机及开关附近20m范围内
