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1、贵昆线六盘水至沾益段增建二线第二合同段乌蒙山一号隧道穿过煤层群石门揭煤总体技术方案中铁二十二局五公司六沾复线工程项目经理部煤炭科学研究总院重庆研究院2009年5月- 11 -目 录1 前言- 1 -2 隧道及揭煤工程概况- 2 -2.1 隧道工程概述- 2 -2.2 隧道穿越煤层情况- 3 -2.2.1 隧道与煤层的位置关系- 3 -2.2.2 煤层瓦斯地质条件- 6 -2.2.3 煤层瓦斯含量- 6 -2.2.4 煤层的突出危险性及自然与爆炸性- 6 -3 隧道揭煤总体技术方案设计- 8 -3.1 作业方案设计- 8 -3.2 揭煤工艺流程- 8 -3.3 隧道石门揭煤施工过程- 9 -4
2、隧道石门揭煤前的准备工作- 10 -4.1 相关资料收集- 10 -4.2 超前探测钻孔- 10 -4.3 煤层瓦斯参数测定- 11 -5 煤层突出危险预测- 12 -5.1 初步预测- 12 -5.2 二次预测- 13 -5.2.1 预测指标K1值的测定及其临界值- 13 -5.2.2 预测指标q的测定及其临界值- 14 -5.2.3 综合指标D、K的测定及其临界值- 14 -5.3 煤层突出危险性评价- 15 -6 防治突出技术措施- 15 -6.1 防突措施方法- 15 -6.2 揭煤区域防突措施- 16 -6.2.1 平导揭煤区域防突措施- 16 -6.2.2 正洞揭煤区域防突措施-
3、19 -6.3揭煤局部防突措施- 26 -6.3.1 局部抽排措施- 26 -6.3.2 超前支护措施- 26 -7 防突措施效果检验- 29 -8 安全防护措施- 30 -9 隧道石门揭煤施工- 31 -9.1隧道揭煤开挖方式- 31 -9.1.1平导揭煤开挖方式- 31 -9.1.2正洞揭煤开挖方式- 33 -9.2 石门揭煤- 34 -9.4 过石门门坎的半煤巷及煤巷掘进- 36 -9.4.1基本原则- 36 -9.4.2 突出危险性预测及检验- 37 -9.3.3 防突措施- 37 -9.3.4 开挖掘进过程中的安全措施- 38 -10瓦斯涌出治理措施- 38 -10.1 隧道揭煤通风
4、系统- 38 -10.1.1揭煤通风系统的要求- 38 -10.1.2揭煤作业通风系统- 39 -10.2建立瓦斯检查和检测制度- 40 -10.2.1 人工检测- 40 -10.2.2 自动检测- 41 -10.3 瓦斯爆炸防治措施- 43 -10.4 煤尘爆炸防治措施- 44 -11 隧道石门揭煤组织管理- 45 -12 揭煤所需的设备及仪器仪表- 45 -附录A 煤层瓦斯压力测定方法及步骤- 48 -附录B 抽放措施初步设计- 52 -1 前言贵昆线乌蒙山一号隧道按设计需要穿越累计厚度20m以上的突出煤层，并且正洞在煤系地层段的最大开挖断面达134.63m2。众所周知，煤与瓦斯突出、瓦斯
5、及煤尘爆炸等是瓦斯隧道和煤矿生产等工程施工生产中的严重灾害。因此，详实的了解乌蒙山一号隧道穿越煤层赋存状况、准确的掌握煤层瓦斯基本参数，同时分析煤层突出危险性、预测瓦斯涌出量并及时采取有针对性的防治措施对于乌蒙山一号隧道安全顺利的揭开并通过煤层，保障生命安全具有重要的意义。为此，根据乌蒙山一号隧道设计和地勘资料中提供的各煤层情况，特制定以下隧道揭煤技术方案。由于地勘设计的煤层赋存及瓦斯地质资料数据可能与实际有所出入，其可靠性不能为揭煤施工提供完全依据。应在揭煤前需要对煤层的赋存参数做精确探测和对煤层的突出危险性做准确预测，由现场实际探测结果和预测情况，并参照本技术方案再编制所揭煤层的具体揭煤实
6、施方案。编制本技术方案的主要法规依据如下： 铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002），中华人民共和国铁道部，2002年； 煤矿安全规程，国家安全生产监督管理局国家煤矿安全监察局，2006年； 防治煤与瓦斯突出细则，中华人民共和国煤炭工业部制定，1995年； 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法（AQ/T1026-2007），中华人民共和国安全生产行业标准，2007年； 石门揭穿煤层煤与瓦斯突出危险性的测定方法（MT/T839-1999)，中华人民共和国煤炭行业标准，1999年； 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件（MT/T955-2005），中华人民共和国煤炭行业标准，2005年； 远
7、距离爆破技术条件（MT/T959-2005），中华人民共和国煤炭行业标准，2005年； 煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006），中华人民共和国安全生产行业标准，2006年。2 隧道及揭煤工程概况2.1 隧道工程概述乌蒙山一号隧道穿越梅花山主脉，位于梅花山车站与观音河之间。隧道穿越区发育有15条断层和2个背斜、1个向斜。全隧地质构造复杂，可溶岩岩溶中等强烈发育；地下水丰富且部分地段水位高；煤系地层含煤230层，层厚06.73m，部分煤层瓦斯含量及压力高，煤与瓦斯具有突出性；隧道中部地段地应力较高，可能遇硬岩岩爆及软岩大变形。隧道主要的工程地质问题为岩溶、岩堆、滑坡、顺层及断层破碎带、煤层
8、瓦斯及采空区、涌水突泥等问题，特殊岩土为红黏土、石膏。按照施工图设计，隧道为高瓦斯隧道，为满足施工通风、超前地质预报、排水及工期要求兼顾运营期间隧道排水及防灾救援的需要，于线路前进方向右侧30m左右设置贯通平导。乌蒙山一号隧道设计为双线，其分界线起讫里程DK269+506DK275+986.45，线路全长6480.45m，其中隧道正洞进口里程DK269+516，出口里程DK275+967，洞身全长6451m，平导进口里程PDK269+490，出口里程PDK275+964，洞身全长6459m。考虑生产、消防、排水及救援需要，平行导坑与正洞间设19个横通道相连，相邻横通道间距300400m。隧道在
9、煤系地层段正洞、平导断面设计见图2-1，2-2，平导与正洞相互位置关系见图2-3。图2-1 正洞断面尺寸示意图图2-2 平导断面尺寸示意图图2-3 正洞与平导相互位置关系图2.2 隧道穿越煤层情况2.2.1 隧道与煤层的位置关系隧址区含煤地层分布于威水背斜轴部和北西翼，在隧道中段、西段及靠近隧道出口段，主要为石炭系下统大塘组旧司段（C1d1）、二叠系下统梁山组（P1l）、二叠系上统宣威群（P2xn）。 石炭系下统大塘组旧司段（C1d1）分布于隧道DK271+490DK272+400（平导PDK271+582PDK272+492）段，长910m。该层分上下两段，其中下段层中有时夹煤线，煤层厚0.
10、010.35m，无可采煤层。在隧址区内设计未发现煤层。 二叠系下统梁山组（P1l）位于隧道西部倒转地层中，岩体受构造挤压严重，隧道于DK273+408+496（平导PDK273+459+547）穿越该地层，长88m。该层在隧址区内含煤12层，煤层厚01.5m，煤层稳定性差，隧道区内一般煤厚在0.4m以下。 二叠系上统宣威群（P2xn）位于隧道出口段，隧道于DK274+380+980（平导PDK274+470PDK275+070）穿越该地层，长600m，为隧道区的主要含煤地层，含煤1030层，单层煤厚0.026.73m。正洞、平导穿越含煤地段煤层情况见表2-1，主要煤层赋存状况及突出情况表2-2
11、所示。表2-1 正洞、平导穿含煤地段煤层情况表序号煤层编号时代煤层（m）煤质煤层间距（m）煤层产状隧道与煤层交角隧道路肩穿煤里程平导底面穿煤里程真厚（m）穿煤长度垂直间距穿煤间距煤层倾角煤层走向1F13P2xn5.317断层5748N65W64DK274+966973PDK275+045断层34PDK275+0502C2P2xn1.73焦煤55N65W64DK274+95996217203C3P2xn6.7311焦煤55N65W64DK274+928939PDK275+02803113134F13-2P2xn2.523断层84N65W64DK274+912915PDK275+016026断层5
12、55C4P2xn0.332焦煤84N65W64DK274+907909PDK274+98398423236C5P2xn0.72焦煤74N65W64DK274+882884PDK274+967969F13-1337C7P2xn0.72焦煤74N65W64DK274+877879PDK274+9629644454458炭质泥岩P2xn泥岩74N65W64DK274+382877地层宣威群(P2xn,煤系地层正洞:DK274+870980 平导:PDK274+920275+045) 梁山组(P1L) 大塘组 煤层名称C2C3C4C5C7小炭岩糠煤炭质泥岩正洞路肩穿煤里程DK274+959962DK2
13、74+928939DK274+907909DK274+882884DK274+877879DK273+488489DK273+454455DK274+382877距洞口（m）1005103910601085109024792513穿煤长度3112220.260.41平导底板穿煤里程.PDK275+028041PDK274+983984PDK274+967969PDK274+962964煤层真度1.76.730.330.70.70.250.4埋深113127136131127330370493穿煤间距/C2-C3:20mC3-C4:18mC4-C5:23mC5-C7:3m33m煤层倾角5555847474瓦斯压力1.7061.9182.0541.9781.9183.2143.6261.021吨煤瓦斯含量9.68614.2613.36815.437.28810.9211.0780.188瓦斯涌出量7.62120.6242.4149.7365.1615.1436.6620.84突出性一般突出一般突出一般突出一般突出一般突出表2-2 乌蒙山一号隧道主要煤层赋存状况及突出情况表2.2.2 煤层瓦斯地质条件隧道区大塘组旧司段（C1d1）含煤线、黑色泥岩及炭质
