低瓦斯隧道的施工要点

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1、低瓦斯隧道施工要点和设计建议中交一公局永江投资公司工程部 李建军我公司第一合同段承担的黄瓜山隧道左线（9+372K9+431和K11+289K11+420共有 59m、131m 的穿煤段落，右线 YK9+393YK9+456 和YK11+294YK11+412共有63m、118m穿煤段落。根据设计院提供的 地质钻探资料表述，均为低瓦斯含量。因此低瓦斯段的施工成为制约 隧道施工安全的主要因素之一。按照现行的公路隧道施工技术规范的 要求，瓦斯隧道施工应参照煤矿安全规程执行，根据以往瓦斯隧 道施工经验，我个人认为隧道施工与煤矿生产有着显著的差别。矿井 施工使用长达几十年的防爆型机电设备均较固定。公路

2、隧道施工工期 较短，通风空间大且顺直，所用机械、设备在没有发现超过0.5%瓦斯 含量和通过瓦斯段以后，不必要完全采取煤矿那种安全保护模式。如 果教条的套搬煤规，必将增大华祥一标工程投资，所以，黄瓜山 隧道施工理应结合工程实际和现场瓦斯含量采取瓦斯浓度限值防爆 施工模式组织施工，则更有利于施工单位，下面就瓦斯的基本特性和 低瓦斯隧道施工防范模式谈一下自己的看法。1.瓦斯的基本特性1.1 瓦斯基本特征瓦斯是一种无色、无味、无臭的一种混合气体,主要成分为甲烷（CH4） 与乙烯（C2H2）,比重为0.554 （含量不同比重也有差异，但比普通空 气要轻），具有能燃烧，能爆炸，能使人窒息的多种危害性，但它

3、的 最主要的危害是燃烧爆炸。瓦斯极易燃烧，但不能自燃，当与空气混 合到一定浓度时，遇火源能燃烧或爆炸。当坑道中的瓦斯浓度小于5 或大于16时，遇到火焰只是在火源附近燃烧而不会爆炸；瓦斯浓度 在56到1416时，遇到火源便会爆炸，9.5左右时爆炸威 力最大，但瓦斯浓度大于43时，一般遇火也不能燃烧。1.2 瓦斯的释放类型瓦斯的释放是地层中的瓦斯气体在地应力作用下沿岩体构造裂 隙外漏的表现。归纳起来，发生瓦斯释放有两个主要因素：地应力、 瓦斯和围岩结构，而地应力和围岩中瓦斯的存在是引起瓦斯释放的主 要原因。根据瓦斯从岩层中释放过程，可分为3 种类型：a. 瓦斯渗出：它是缓慢的、均匀的、不停的从煤层

4、或岩层的暴 露面的空隙中渗出，延续时间很久，如有一定压力有时带有一种“嘶 嘶”的声音。b. 瓦斯喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂隙或孔洞中放 出，喷出的时间有长有短，通常由较大的响声和压力。c. 瓦斯突出：在短时间内，从煤层或岩层中突然猛烈地喷出大 量的瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大的 轰响，并夹有煤块或岩块，这往往与采空区有关（黄瓜山隧道由于设 计探孔较少，据了解地方有可能存在未知的偷采坑口，极有可能存在 未知的煤矿采空区，如果在施工中不做专项预案防范，极其容易发生 瓦斯和有害气体从采空区向施工作业面突出，危害施工作业人员安 全。）。以上三种瓦斯放出形式，以第一种

5、放出的瓦斯量为最大且持续时 间长。2 瓦斯防治方法对于低瓦斯隧道的施工，关键就是解决好通风问题，黄瓜山隧道施工必须采取综合的治理措施，既要有一套完整的通风技术手段，又要 有科学先进的规章制度，洞内施工要严格落实以下几项措施：21 通风排放和稀释瓦斯最有效的方法就是施工通风，压入式通风机必须装 设在洞外或洞内新鲜风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设 两路电源，并应装设风电闭锁装置。当一路电源停止供电时，另一路 应在 15 分钟内接通，保证风机正常运转。在瓦斯段施工，必须有一 套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。隧道通风是按照下列四种方法分别计算，取其最大值设计通风量：a. 按

6、隧道内同时工作最多人数，以每人每分钟供给新鲜空气2m3 计算隧道供风量；b. 按隧道内同时放炮使用最多炸药量计算风量；c. 按隧道内各工作面瓦斯涌出量计算风量；d. 按瓦斯隧道所需最小风速计算风量。通风是瓦斯隧道施工的首要环节，参照公路隧道施工技术规范 的施工通风参数和铁路瓦斯隧道技术规范中要求，全断面开挖时 风速20.15m/s，坑道内风速20.2m/s。根据黄瓜山隧道煤层位置 和开挖断面情况，通风风机建议安装如下两个型号（任选一种）：型号转速流 量压 力咼效流效率功率r/minms/hPa量 ms/h%kw13 0A1480118000-4650-13500086132*215200065

7、0014.0A1480132000-5000-15000086160*21700007000隧道单洞通风机风量应不小于2000m3 /min,主风机采用燥音低、节能、变速的压入式射流风机。隧道的低瓦斯段的安全施工，通风条 件的好坏是先决条件，在揭煤时工作面供风量不得小于1500m3 / min （因随风管的延长风压和风量衰减较大），工作面瓦斯浓度不得超过 0.5% ，工作面后方 30m 回风范围内瓦斯浓度不得超过0.3%，并不得 有局部瓦斯积聚存在，防止瓦斯积聚的风速不宜小于1 m/s。隧道内 任意工作面瓦斯浓度控制在0.01%0.04%。瓦斯隧道应采用抗静电、 阻燃风管，风管口到开挖工作面的

8、距离应小于5m，风管百米漏风率 不应大于 2%。22 加强瓦斯监测 施工中严格瓦斯监测，随时掌握洞内瓦斯浓度情况，以便及时采取 相应措施，确保洞内施工安全，具体做法如下：隧道瓦斯监测部位图2.2.1隧道瓦斯检测采用人工检测和自动监测两种手段，自动KGJ4 型煤矿用甲烷自动检测仪设于洞内工作面附近。瓦斯专职检测人员配 备便携式JCB-2型甲烷测定报警器或WJ-IA型光干涉型甲烷测定器AQ, 对整个隧道(特别是揭煤工作面)进行瓦斯、一氧化碳(CO)、硫化氢 (H S)、氢气(H)、氧气(O )全面监控。当瓦斯超限时可立即声光报警，2 2 2并立即切断洞内电源。实践说明，做好瓦斯及有害气体的监测、监

9、控 是瓦斯隧道安全施工的重要手段，切不可轻视。2.2.2 当瓦斯自动监控系统报警时，瓦检员要迅速通知通风人员将风机转速提高，加大风机供风量;同时瓦检员加强对报警点及附近20m 的瓦斯浓度检测，当瓦斯浓度继续增大并不大于1.0%时，瓦检员通知 瓦斯报警点的施工负责人安排该工作面工作人员将洞内施工机具整 理好，并迅速的撤出洞外。2.2.3 若是局部瓦斯积聚的地点瓦斯检测报警，瓦斯浓度未达到1.0%，瓦斯检测员通知通风人员对该地点加强通风，并继续加强瓦斯浓度检测，该地点可继续施工，但应绝对避免火源的产生。在加强通 风的同时，增加瓦斯浓度的检测频率，为施工提共可靠的信息参数。2.2.4 为防止瓦斯局部

10、聚集必须采用光面爆破技术，避免开挖面出 现凹陷聚集瓦斯。如果洞顶、车及人行横洞、二衬台车附近有瓦斯积 聚，一般采用增挂风障的措施加以处理，也可采用空气引射器、气动 风机等设备实施局部通风来消除。严禁使用火雷管爆破，当瓦斯浓度 超过1.0%时，要停止放炮，超过1.5%时要停止施工，加强通风待浓度 降至到标准以下，才能恢复施工。2.2.5当煤层段排放瓦斯时，瓦检员应通知施工队在洞口30m范围设 岗。严禁烟火，除特许的人员外，其它任何人员不得接近该地。2.2.6 瓦斯监测必须制度化，设立瓦斯班（日）报表、瓦 斯记录簿，坚持“一炮三检制” （装药前、放炮前、放炮后都必 须检查爆破地点附近的瓦斯，且放炮

11、员、班组长、瓦检员都必须检查， 当瓦斯浓度超过 1，不准爆破）、“三人连锁放炮制”（爆破前，放 炮员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，并检查顶板与支架情 况，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检测工，瓦斯检测工经检查瓦 斯浓度合格后，将自己携带的放炮牌交给放炮员，放炮员发出爆破口 哨进行爆破，爆破后三牌各归原主）。在现场及时公布瓦斯记录，瓦 检员必须随时掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理。3. 瓦斯隧道施工的基本安全技术措施在通过瓦斯段施工中，应详细记录瓦斯涌出地段涌出量的变化、工 程地质及水文地质情况，在隧道二衬没有完全封闭瓦斯段或虽然封闭 但由于围岩裂隙等原因仍有瓦斯气体存在的情况下，要严

12、格按照以下 规定施工：3.1 电气设备安全技术规定要满足3.1.1 瓦斯工区内各级配电电压和各种机电设备的额定电压等级应 符合要求即：高压不应大于10KV,低压不应大于1140 V。照明、手持 式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，在低瓦斯 工区不应大于220 V。3.1.2 所有洞内机电设备，不论移动或固定式都必须采用安全类型3.1.3 禁止洞内电气设备接零。3.1.4 洞内任何操作人员（包括电、钳工），不得擅自打开电气设备 进行处理，电气设备的修理工作应在洞外进行。3.1.5 洞内各种机电设备，必须安设自动检测报警断电装置。3.1.6 洞内各种机电设备的开关、保险丝盒等均匀密

13、闭，主要闸刀 应有加锁装置。3.2 照明设备安全技术规定：3.2.1低瓦斯隧道照明电压不应大于220V。3.2.2 使用的灯头、开关、灯泡等照明器材必须为防爆型。已衬砌 地段的固定照明灯具，可采用EM -II型防爆照明灯。3.2.3灯具架设要离开易燃物30CM以上,固定架设高度不低于3M。3.2.4做现场移动照明时，应采用36V以下安全电压。3.2.5 工作人员进入隧道前，必须进行登记和接受洞口值班人员的 检查，不准将火柴、打火机、损坏的灯头及其它易燃物品带入洞内3.2.6当情况特殊不可避免时,在焊接、切割等工作地点前后各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

14、 各设一个供水阀门和灭火器，并在作业完成前由专人检查，确认无残 火后方可结束作业。另外，在揭煤前应进行石门揭煤施工组织设计，其内容包括： 揭开石门、半煤半岩等各阶段施工方法、支护手段、组织指挥、抢险 救灾方案及安全措施等。4 防止和处理瓦斯燃烧和爆炸的专项技术措施4.1 隧道施工中瓦斯引燃与爆炸的主要原因主要是由以下原因造 成： 违反操作规程:如在洞内点火吸烟，爆破器材不良，携带易燃品入 内，明火照明等。偶然事件引起:如洞内炽热的电灯泡被打碎，电路绝缘不良产生电 火花等。瓦斯在坑道内燃烧时，受到坑道的阻碍而压缩，燃烧极易转 化为爆炸。放炮也可能导致瓦斯爆炸。总之，在隧道施工中应防止火 源的存在

15、。4.2 瓦斯燃爆防治的一般技术措施： 隧道在掘进过程中，预防瓦斯燃烧与爆炸的主要措施就是加强通 风以降低瓦斯浓度，使其在允许值之下。除此以外还应做好以下工作： 防止喷出及突出：在接近揭煤工作面时，提前 10-20米在掘进工作 面的前方或两侧钻孔，探明是否有断层、裂缝、溶洞和废弃矿井，探 明分布位置、瓦斯贮存情况，以便采取相应措施。钻孔过程中出现顶 钻、夹钻、喷孔等动力现象时，应视该开挖工作面为突出危险工作面。排放瓦斯：瓦斯含量不大时，使其自然排放，亦可用风筒或管子将 瓦斯引至回风流或距工作面20m以外的坑道中，以保证工作面开挖放 炮的安全。当瓦斯量大，喷出强度大，持续时间长时，则可插管排放， 当开挖面瓦斯含量较大，而且裂隙多、分布广时，可暂停开挖，封闭 坑道抽放瓦斯。在裂隙小、瓦斯含量小时，可用粘土、水泥浆或其它 材料堵塞裂隙，防止瓦斯喷出。在开挖工作面前方接近煤层3m以上， 向煤层打若干卩75300mm的超前钻孔排放瓦斯，钻孔周围形成卸压 带，使集中应力移向煤体深部，达到防止突出的目的。也可采用水力 冲孔，即在进行开挖之前，使用高压水射流，在突出危险煤层中，冲 击若干直径较大的孔洞，使瓦斯解吸和排放，降低煤层瓦斯含量和瓦 斯压力。震动性放炮诱导突出：在工作面布置较多的炮眼并装较多的炸药， 撤