瓦斯隧道施工技术

（表D.0.2）-绿化（子单位）工程质量竣工验收报告表29804瓦斯隧道施工技术连菲、靳双成摘要：瓦斯具有爆炸性、渗透性、不稳定性、窒息性的特点。瓦斯爆炸必须具备三个条件：一定的瓦斯浓度，一 定温度的引火源和足够的氧气。所以在隧道施工时，尤其是可能含有瓦斯的隧道施工时，做好瓦斯的处理是非常 重要的。关键词：隧道、瓦斯、瓦斯隧道、施工1、概述地下空气的有害气体，根据其危害性及其特性，大致可分为三种类型：1.1可燃烧和爆炸的气体，主要是沼气；1.2具有窒息性气体，主要是二氧化碳；1.3具有毒性的气体，主要上一氧化碳、硫化氢、二氧化碳和二氧化氮。上述这些有害气体，在矿井中总称为瓦斯，由于从煤（岩）层涌出的有害气体主要是沼气，习惯地将沼气称为瓦 斯，本施工组织设计重点指隧道通过煤层的瓦斯隧道施工。2、施工方法及施工工艺2.1施工原则隧道通过煤层瓦斯的原则:短进尺，弱爆破、强支护，勤监测，加强通风，快喷锚。2.1.1短进尺，隧道通过煤层地区，因煤层有沼气溢出，围岩软弱，应力较大。每次开挖进尺控制在2m以内，采用 上导坑开挖方案或长台阶开挖，台阶长度300m。保持每次开挖面积小，瓦斯溢量不大，开挖轮廓能够迅速得到 支护。2.1.2强支护:采用长锚杆支护，使32自进式锚杆,长度为68m,超前支护。开挖后采用型钢加式成U型钢架， 两次喷射砼，先喷20cm，待变形后再喷15cm，总厚达35cm。提高模注砼衬砌刚度。其一，加大厚度；其二，提 高衬砌材料强度。衬砌分二次，内层25cm，处层55cm，两层之间用塑料薄模作为瓦斯的隔离层。采用C30钢钎 维砼，外层加受力钢筋，仰拱与拱墙一致，形成“加固围岩，改善变形，先柔后刚，先放后抗，变形留够，底部 加强”的支护原则。2.1.3勤监测: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）和洞内的控制分站以及在洞内各工作面，各巷道、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，远程断电仪组组成。通过各探头，洞口和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器电源。各工作面和瓦斯情况可及时地被监控cl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。2.1.4弱爆破:采用低爆力部份露煤震动放炮方案。即采用低爆力的矿用安全炸药（目前大量生产和使用的2号 和3号煤矿许用炸药以及相应的抗水型，其对瓦斯的安全性随号数递增，威力则随号数递减）与安全雷管（煤矿 许用毫秒电雷管最后一段延期小于130ms），装药系数与普通掘进爆破相同，只在岩石段装药，煤段不装药，在 揭开煤层前的安全岩柱开始，进入煤巷及半煤半岩巷，直到进入全岩巷2口时的全过程，均须采取以下安全措施。2.1.4.1预探（通过煤层之前先通过打探孔探测煤层位置）；2.1.4.2预测（施钻预测孔，取样试验确定是否有突出危险）；2.1.4.3预排（对有突出危险的煤层预先排放瓦斯）；2.1.4.4检验（打孔取样检验预排效果）；2.1.4.5震动放炮揭石门（用震动放炮把煤层之前的岩柱揭开）；2.1.4.6超前支护下掘进煤巷及半煤巷；2.1.4.7设置加强的初期支护；通过以上措施防止突出，防止软岩巷道出现坍方等失稳。2.1.5加强通风:瓦斯隧道通风方案应结合施工期间的工区划分，在每个工区中采用独立的巷道式通风系统。各工 区通风系统互不干扰，斜进工区设专用竖井，较长的隧道设计平行导坑，使之通风形成回路。瓦斯隧道施工期间设置合理的机械通风系统，其需要的风量应根据下列要求分别计算，并取其最大值作为设计风 量。2.1.5.1按隧道内同时工作最多人数以每人每分钟供给新鲜空气量4m3计算风量；2.1.5.2按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算风量；2.1.5.3按隧道内同时各工作面瓦斯涌出量计算风量；2.1.5.4按瓦斯隧道所需的最小风速（防止瓦斯积聚的最小风速）计算风量；取以上四种计算中的最大者作为设计风量。瓦斯隧道在施工期间，设专门的通风管理机构，负责通风系统各种设备的管理和检修，定期测试洞内风速、风量、 气温、气压、瓦斯浓度等并作出详细记录，计算有效风量。施工期间，保证连续通风，在特殊情况下停风时，应同时停止工作，撤出人员，切断一切电源，恢复通风前首先 检查瓦斯深度。2.1.6快锚喷：由于煤层软弱松散，爆破后往往不等支护产生坍塌冒顶，因此必须设置超前支护。采用自进式注浆锚杆作为超前支护，利用中空立杆身注浆（带止浆塞）注浆压力须达到2.0MPa,水泥浆固结半径达到1520cm,c2锚杆间距为0.2530cm,胶结煤粉，使得环型相对稳定，不发生煤粉散落。由于煤层地段围岩多为ii、m类，应力高，开挖后加强支护会产生大变形，其初期支护参数见下表普通煤层地层初期支护参数围岩类别喷砼(cm)钢筋网（mm 及 cm）锚杆(cm)预留变形量（cm）钢格栅栏（cm）II2068X612203m10012四肢50m100 6X68203m1008注：/表示间隔。3、劳动力组织及进度指标3.1瓦斯隧道原则上分上、下部开挖组织劳动力。每个班比普通隧道施工人员增加2人通风监测人员。衬砌分 二次衬砌，第一次使用简易衬砌台架，第二次使用衬砌台车。增加一个工作面，需68人。3.2瓦斯隧道，围岩类别为ii、m类，且工序多，岩石地段按常规安排进度，煤层地段开挖可根据煤层的厚薄， 安排为为2545m/月，衬砌与普通隧道相同。4、机械设备配置主要施工机械、仪器机械名称型号钻孔风动凿岩机7655 型水平钻机TXU75 型、YG40装碴耙斗式装碴机P30B立爪装碴机LZ120B运碴电瓶车XK87/144KBT电瓶车CDXT2.5梭式矿车S8D矿车U型通风主扇1KDBN0.18局扇DXB881监测主控计算机HP586洞内分站高瓦斯传感器5.1瓦斯隧道施工的关键是控制空气的瓦斯含量，隧道的各部允许浓度指标。各部位允许浓度见下表5.2严格瓦斯隧道的风速，正常通风巷道或采煤工作面，煤壁涌出的瓦斯与风流的将近，将为因风量（或风速）的变 化而变化，此时风流携带的瓦斯量等于煤壁的瓦斯量,最小风速的取值对于风量计算关系极大。5.3瓦斯隧道施工过程中，穿过煤系层，隧道揭煤层对瓦斯涌出量最大，危害最严重，准确计算瓦斯涌出量,配备相应的通风设备至关重要，揭煤前预探、预测、预钻，排放瓦斯，检验开挖支护，安全防护均进行严格控制。5.4隧道通过的煤系地层，围岩等级都较低,一般为II类或m类，且地应力较高，其初期支护要求平整、光滑，不 能有造成瓦斯聚集的死角。6、安全措施6.1瓦斯隧道施工管理，要坚决贯彻“安全第一，预防为主，依靠科学，综合管理”的方针，施工中的各项管理 工作必须在此方针的基础上做到科学、简便、严密、系统。6.2建立安全管理网络，对瓦斯的管理实行三级管理制：6.2.1建立局集团公司瓦斯检测中心，负责检查监督瓦斯检测，煤层突出危险性预测和防突措施效果检查以及瓦检 仪的定期鉴定工作；6.2.2建立处通风防爆科，组织各施工单位的瓦斯检测工作；6.2.3建立队通风防爆室，设专人日夜实施瓦斯检测和通风防爆工作。6.3进行职工安全教育及上岗培训：6.3.1凡从事瓦斯隧道工作的干部、工人都必须进行瓦斯的安全技术培训，并经考试合格后发给安全工作合格 证。未经培训世界形势培训未取得合格证人员，班干部不许指挥生产，工人不准上岗作业；6.3.2电工、爆破工、瓦斯检测人员，电器设备防爆检查员及仪器、仪表校正人员和突出措施效果检查人员等特 别作业人员，必须经地方劳动局、煤矿矿务局等有关部门培训，取得合格证后，方准上岗。6.3.4调换工种人员及参与技术革新的有关人员，必须重新进行安全技术培训。6.3.5结合揭煤施工和安全教育，每揭一道突出煤层前，必须对干部工人进行防突防爆教育，工程队每周安 全检查进行周安全教育，组织学习事故案例，分析事故发生原因及预防措施，提高防止事故的能力。6.4所有洞内机电设备，不论移动式或固定式都必须采用安全防爆类型.进风巷道中采用安全照明灯，在工作 面或回风巷中，必须采用矿用防爆型照明灯。禁止洞内电气设备接零，检修和迁移电气设备必须停电进行， 不准带电作业。普通型携带测量仪表只准在瓦斯劳动保护浓度1%以下地点使用。6.5瓦斯隧道供电，须采用双回路直供电源线路。经由地成架空线路引入隧道中心的供电线路，须在隧道洞口外 安设避雷装置。由于地面直接铺入隧道的轨道，露天架空引入（出）的管理，都必须在隧道附近将金属不小于两 处的良好的集中接地。每月必须测定一次接地电阻值。6.6洞内使用的各种机电设备，必须安设自动检测报警断电装置。6.7工作人员进入隧道前，必须进行登记和接受洞口值班人员进入隧道前，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、损坏的烊灯及其它易燃物品带入洞内。严禁穿化纤衣服进洞。6.8进洞实习或参观人员，应先进行有关防治瓦斯劳动保护安全常识的学习，并遵守有关防爆知识。6.9建立安全施工的各项作管理制度，细化到每个工序，每一作业程序，做到全标准化。使之作业人员有 章可循，不给违章者留下一点空隙。综上所述：只有在施工时以预防为主，安全第一，做好应急预案，在保证符合设计及验收标准的情况下，对瓦斯 段进行加强，无论是初支还是衬砌都必须进行加强。这样才能在后期施工中，防止瓦斯对隧道和人体进行伤害。 参考文献1TB10120-2002.铁路瓦斯隧道技术规范.世上没有一件工作不辛苦，没有一处人事不复杂。不要随意发脾气，谁都不欠 你的