铁路标隧道瓦斯检测与监测专项方案

新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-9标段隧道瓦斯检测与监测专项方案 编 制 人： 复 核 人： 审 核 人：中铁五局（集团）有限公司成贵铁路项目经理部年 月 日 中铁五局成贵铁路9标项目经理部 瓦斯检测与监测专项方案目录1总则11.1编制依据11.2编制原则11.3适用范围11.4工程概况12施工阶段瓦斯检测与监测体系概述23瓦斯人工检测23.1瓦斯人工检测专职人员及专项设备配备23.2瓦斯人工检测地点43.3瓦斯人工检测频率43.4瓦斯人工检测管理规定43.5瓦斯人工检测超限处置54瓦斯自动监控体系64.1建设目的64.2系统概述64.3瓦斯自动监控系统结构74.3.1瓦斯自动监控系统结构示意图84.3.2瓦斯自动监控各项传感器布置要求94.3.3主要设备配置表94.3.4隧道内瓦斯监控系统布置图114.4软件平台建设方案设计144.4.1综合软件平台144.4.2平台功能展示155瓦斯人工检测与自动监控体系管理165.1瓦斯人工检测管理165.2瓦斯自动监控系统管理166瓦斯检测与监测管理专项用表171总则1.1编制依据（1）铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）（2）煤矿安全规程（3）矿井瓦斯监控管理实施细则（4）煤矿安全生产监控系统通用技术条件（5）GB 3836.1-2000 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求（6）GB 3836.2-2000 爆炸性环境用防爆电气设备（7）GB 3836.4-2000 爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“i”（8）MT/T1004-2006 煤矿安全生产监控系统通用技术条件（9）AQ6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件（10）AQ1048-2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范1.2编制原则（1）确保隧道施工安全的原则。（2）满足标准化建设要求的原则。（3）遵守招标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定以及施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容的原则。1.3适用范围本方案适用于成贵铁路9标隧道施工瓦斯人工检测、瓦斯自动监控系统的建设以及管理。1.4工程概况成贵铁路9标主要包含3座瓦斯隧道，分别为埂上隧道、玉京山隧道、天蓬隧道。天蓬隧道D2K267+140D2K268+410穿越须家河（T3xj）地层，该地层中夹有炭质页岩和煤层，含煤110层，其中可采煤层14层，单层煤层厚0.300.50m。D2K268+410D2K269+230和D2K270+630D2K271+058段为侏罗系自流井组地层，其间可能有煤线和油页岩，其会产生瓦斯等有毒有害气体。天蓬隧道1#横洞工区为高瓦斯工区，2#横洞及出口工区为低瓦斯工区。埂上隧道洞身在D1K271+576D1K272+440和D3K274+330D3K276+970穿越三迭系上统沙溪镇组（T3s）含煤地层，局部可能出现较厚的鸡窝状煤层。埂上隧道进口及出口两个工区均为高瓦斯工区。玉京山隧道洞身D3K278+990D3K279+061段，D3K279+061D3K279+500段，D3K280+300D3K280+325段，D3K280+935D3K281+545段，D3K282+580D3K284+134段均位于含煤地层中。其中D3K278+990D3K279+061段洞身穿行于二叠系长兴组含煤地层，主要以薄煤层、煤线和窝状煤分部于该地层的页岩和灰岩中。D3K279+061D3K279+500段439m洞身穿越二叠系龙潭组页岩、砂岩、泥岩、铝土岩夹煤和灰岩地层，为瓦斯突出段落，穿越范围可能遇1131层煤，煤层总厚度最大46m。据附近煤矿资料，可开采煤层共3层，分别为C5、C6和C10，其中主采煤层为C5号煤层，该煤层紧挨长兴组下部，距离长兴组底板12m，据地质勘探揭示其真厚度约3m，局部厚度变化较大，达9.52m。玉京山隧道进口工区为瓦斯突出工区，横洞工区为低瓦斯工区，出口工区为非瓦斯工区。2施工阶段瓦斯检测与监测体系概述施工阶段瓦斯检测体系由瓦斯人工检测、瓦斯自动监控体系二部分组成。两部分各具特点，互相补充，缺一不可。各高瓦斯及瓦斯突出工点配置专职瓦检员与专用手持式瓦检仪开展人工瓦斯检测工作。专职瓦检员随身携带光干涉式甲烷测定器与沼气检测报警仪开展瓦斯检测工作。管理人员及其他特殊工种人员如放炮员、班（组）长、电工等特殊工种进入隧道时随身携带沼气检测报警仪随即开展瓦斯检测工作。高瓦斯及瓦斯突出工点设置瓦斯自动监控系统进行瓦斯自动监测工作。瓦斯监控体系具有连续检测、超限报警、瓦电锁闭、风电锁闭、自动控制、存贮等功能，其检测精度与便携式沼气检测报警仪相同，检测地点相对固定。3瓦斯人工检测隧道高瓦斯及瓦斯突出施工时，每个工点均成立瓦斯检测班，聘用经过专业培训合格且取得证件人员的专职瓦检员，配置专用检测设备开展瓦斯人工检测工作。3.1瓦斯人工检测专职人员及专项设备配备瓦斯人工检测专职瓦检员配置表序号工点名称作业面专职瓦检员配置人数值班要求交接班要求备注1天蓬1#横洞工区正洞作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。2平导作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。3埂上隧道进口工区正洞作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。4埂上隧道出口工区正洞作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。5平导作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。6玉京山隧道进口工区正洞作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。7平导作业面3每天三班，每班8小时，每班一人值班进行现场瓦斯人工检测。瓦斯人工检测应24小时连续进行，瓦检员实行隧道内交接班制度。瓦斯人工检测仪器配备表序号仪器名称型号单位数量备注1便携式光干涉式甲烷测定器10%CJG10台20每个专职瓦检员配置1台，备用6台。2延长管（光干涉式甲烷测定器用）胶管m160每个工区配40m3钠石灰（光干涉式甲烷测定器用）瓶装瓶4每个工区配1瓶4硅胶（光干涉式甲烷测定器用）瓶装瓶4每个工区配1瓶5便携式沼气检测报警仪AZJ-2000台120每个工区配30台3.2瓦斯人工检测地点1、开挖工作面进风流、回风流中，爆破地点附近20m的风流中及局部塌方处；2、坑道总回风流中；3、局扇及电气开关前后10m内的风流中；4、各种机械作业附近20m范围内的风流中；5、电动机及开关附近20m内的风流中；6、隧道硐室、开挖凹陷等易于瓦斯积聚处；7、煤层（线）及岩体破碎易于瓦斯溢出段；8、对放炮地点处附近20m进行“一炮三检”，装药前、爆破前、爆破后检查爆破地点附近的瓦斯；9、对炮渣表面瓦斯浓度进行动态检测。3.3瓦斯人工检测频率1、一般工序作业面每2小时检测一次；2、特殊工序如电焊作业、防水板焊接、塌方处理等重点部位，必须保证全过程检测；3、对通风死角（防水板台车、二衬台车端头、塌腔、断面变化处等）每2小时检测一次；4、对瓦斯浓度超过0.3%的地段，加强检测频率，做到不超过1小时检测一次。3.4瓦斯人工检测管理规定1、专职瓦检员必须熟悉瓦斯检测仪器设备性能，且经过有资质的培训机构培训、取得上岗证后持证上岗作业。瓦检员进洞前应检查瓦斯检定器的是否完好，瓦检器的气密性是否良好、干涉条纹是否清析、钠石灰、氯化钙或(硅胶)是否有效，如发现药品变色、失效，应立即更换药品。保证瓦斯检定器的完好，带齐伸缩杆、加长胶管、温度计。瓦检员负责保护好瓦斯检测仪器，在携带和使用过程中严禁猛烈摔打、碰撞，严禁被水浇淋或浸泡。在瓦斯检测过程中，要严格遵守瓦斯检测的操作规程，随时注意检查各类瓦检仪器，保持完好状态。2、瓦斯人工检测实行24小时连续检测，做到专人专面，每一个工作面每班不少于1人。3、实行一岗双责制，带班作业人员、工班长、安全员、洞内掌子面作业机械（含运输车辆）司机及相关管理人员进洞必须随身携带便携式瓦检仪，做到对作业工作面瓦斯浓度即时检测。4、瓦斯检测人员实行现场交接班制，瓦斯检测工作不得发生空班、漏检、少检、假检，交接时应留有交接班记录。5、瓦斯检测后立即填写瓦斯检测公示牌，便于作业人员了解洞内瓦斯情况，并做到瓦斯检测手册、公示牌、检测台账三统一。3.5瓦斯人工检测超限处置1、瓦检员如检测发现瓦斯浓度0.3%-0.5%时，应立即报告至值班领工员，由值班领工员报告架子队长，并逐级上报至项目安质部长、安全总监、项目总工与项目经理，并现场加强检测；瓦斯浓度超过0.5%时，值班领工员通知架子队长立即停工、断电并撤离人员，查明原因，加强通风检测，并逐级上报瓦斯浓度。待该区域瓦斯浓度降低到0.3%以下时，方可恢复正常施工。2、瓦斯监测浓度异常处理程序瓦斯浓度超限由架子队直接报项目部，并逐级报送监理、设计、建设单位。当瓦斯浓度0.3%-0.5%时，由项目部组织处理；当瓦斯浓度0.5%-1.0%时，由监理单位会同施工单位共同研究处理；当瓦斯浓度超过1.0%时，由建设单位组织施工、监理单位共同研究处理。隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施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20米范围内立即停工查明原因，加强通风监测2局部瓦斯积聚（体积大于0.5立方米）2.0超限处附近20米停工，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，切断电源，查明原因，加强通风等4回风巷或工作面回风流中1.0停工、撤人、处理5放炮地点附近20米风流中1.0严禁装药放炮6煤层放炮后工作面风流中1.0继续通风、不得进人7局扇及电气开关l0米范围内0.5不能起动局扇及电气设备、停机、通风、处理8电机及开关附近20米范围内1.5停止运转、撤出人员，切断电源，进行处理9竣工后洞内任何处0.5查明渗漏点，进行整治4瓦斯自动监控体系4.1建设目的加强隧道施工瓦斯监控，减少安全事故的发生，保障员工的生命安全。4.2系统概述安全自动监控系统包括瓦斯监控系统、信息联网平台、短信报警平台、隧道口LED显示系统组成。瓦斯监控系统：实现隧道内迎头瓦斯、一氧化碳、风速、温度等环境参数的实时监测；重要通风设备的开停状态监测；实现风电闭锁和瓦电闭锁功能。在地面中心站配备两台主机，互为备用，24h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机能在5min内投入工作。地面中心站的电源配置2kVA/2h UPS电源，保证系统不间断的工作要求。地面中心站设可靠的接地装置，配备电源避雷器和信号避雷器，保障中心站电源和数据传输安全可靠。地面中心站配备瓦斯监控数据库服务器，保证瓦斯监控数据的历史记录和故障的分析处理。隧道内设置分站与各种传感器，实时收集隧道内各种有害气体参数。信息联网平台：设置联网软件采集上传监控数据，实现瓦斯监控数据的实时上传与远程访问。短信报警平台：实现瓦斯自动监控系统信息自动通过短信分级发送。隧道口LED显示系统：实时显示隧道内安全监控与人员定位系统信息。各工点的瓦斯监控系统自成监控中心，监控中心通过公网上传项目部信息中心。4.3瓦斯自动监控系统结构瓦斯自动监控系统主要由地面的监控主机、服务器以及隧道内的分站、各类传感器终端设备组成。1、洞口中心站的布置要求中心站计算机电源应由在线式不间断电源或交流稳压器加后备式不间断电源（供电不小于2小时）供给。2、瓦斯传感器的布置要求隧道各掌子面设低浓度瓦斯传感器4台（见“瓦斯自动监控各项传感器布置表”），报警浓度为0.3CH4，瓦斯断电浓度为0.5CH4，恢复用电浓度为小于0.3CH4，断电范围为隧道内全部非本质安全型电气设备。在实际施工过程中，使用瓦斯自动检测报警断电仪的掌子面，只准人工复电。人工恢复用电前，必须进行瓦斯检查，确认瓦斯浓度低于0.3%后，方可人工恢复用电。平导、隧道掌子面回风中各设瓦斯传感器一台（见“瓦斯自动监控各项传感器布置表”），报警浓度为0.3CH4，瓦斯断电浓度为0.5CH4，恢复用电浓度为小于0.3CH4，断电范围为隧道内全部非本质安全型电气设备。隧道掘进工作面进风流中（平导中）安设一台瓦斯传感器（见“瓦斯自动监控各项传感器布置表”）。其报警浓度设置为0.3%CH4，断电浓度为0.5%CH4，恢复用电浓度为0.3%CH4。断电范围为隧道内全部非本质安全型电气设备。3、风速传感器及一氧化碳传感器布置要求风速传感器及一氧化碳传感器布置于隧道掌子面与二衬之间的适当位置。4、机电设备开停传感器的设置隧道主风机处设机电设备开停传感器，连续监测设备运行状况。5、馈电传感器的设置馈电传感器的设置同机电设备开停传感器设置相同6、远程断电器每个掘进的隧道道中设置一台低压远程断电器，起到超限断电的作用。4.3.1瓦斯自动监控系统结构示意图4.3.2瓦斯自动监控各项传感器布置要求瓦斯自动监控各项传感器布置表（正洞带平导，无平导隧道按正洞布置）序号传感器数量安装地点合计数量1甲烷传感器GJC4(B)1正洞掌子面迎头91正洞二衬台车前端1正洞出口隧道口30米处1正洞挂板平台上部1联络巷回风处1平导掌子面1平导二衬台车前1平导隧道口30米处1平导台车与掌子面之间2风速传感器GFW151正洞掌子面迎头21平导掌子面迎头3一氧化碳传感器GTH500(B)1正洞掌子面迎头21平导掌子面迎头4设备开停传感器GKT-L1正洞洞口总电路处21平导洞门总电路处5断电控制器KDG0.3/6601正洞洞口总电路处21平导洞门总电路处6传输分站KJ83-F21正洞掌子面迎头31平导掌子面迎头1隧道口4.3.3主要设备配置表隧道安全监控系统设备配备表（正洞带平导，无平导隧道按正洞配置）序号设备名称规格型号单位数量生产厂家备注1、瓦斯自动监控系统1监控主站IPC-820台1华北工控2.4G/500G/2G/双网卡/DVD/声卡/19液晶2打印机HP P1106台1惠普A4彩色激光3UPSC1KS/2H套1山特后备两小时，含蓄电池及机箱4监控软件KJ83N套1煤科总院5传输接口KJ83N-J台1煤科总院6信号避雷器JADZ02-20台2煤科总院7地面声光报警器KXB(B)台1煤科总院8电源防雷模块台1科比特9监控分站KJ83-F2台3煤科总院输入端口16个（任意连接开关量、模拟量、电流型）、控制量输出8个，大屏幕液晶显示器10分站电源KDW660/21B台3煤科总院外接电源127V或380V或660V11甲烷传感器GJC4(B)台11煤科总院分别安装在迎头、二衬台车前、出口30米处各1台，台车与迎头之间2台，联络巷回风处1台。12一氧化碳传感器GTH500(B)台2煤科总院分别安装在正洞迎头和平导迎头。13风速传感器GFW15台2分别安装在正洞迎头和平导迎头。14开停传感器GKT-L台2煤科总院其中两台安装在局扇开关附近。15断电控制监视器KDG0.3/660台2煤科总院用于断正洞及平导的电源。16二通接线盒JHH2个10常州宇达17三通接线盒JHH3个8常州宇达18分站传输电缆MHYV1*4*7/0.52千米2.5天津万博带屏蔽，与人员定位系统共缆传输19传感器线缆MHYV1*4*7/0.43千米4天津万博2、数据联网系统1联网软件KJSNET套2煤科总院安装在瓦斯监控和人员定位主机上2路由器台1华三机房设备3服务器套1DELL存储及web访问，含显示器，机房设备4视频联网平台iVMS套1海康威视3、短信报警平台1短信猫台1需办理移动手机卡2短信报警软件台14、LED显示系统1显示屏室外单色平方4.52显示屏支架块13同步软件套1煤科总院接入人员和监控信息4控制线缆批15控制卡块14.3.4隧道内瓦斯监控系统布置图18 中铁五局成贵铁路9标项目经理部 瓦斯检测与监测专项方案正洞带平导瓦斯自动监控系统示意图正洞瓦斯自动监控系统示意图（无平导隧道） 中铁五局成贵铁路9标项目经理部 瓦斯检测与监测专项方案4.4软件平台建设方案4.4.1综合软件平台4.4.1.1概述系统平台能将各类监控子系统集成到网络平台中，并能与上级主管单位的管理系统实现兼容。将安全、生产、经营、管理等方面的信息有机地整合在一起，进行分析处理、统计、优化、发布，实现“管、控、监”一体化目标。4.4.1.2综合自动化软件平台平台以实时数据库为核心，对源于监控过程数据进行存储、分析，实时监测现场设备运行状态、工艺参数，并及时发出根据指标、计划及过程作出的控制信息。1、实时监控功能直观形象的监视隧道各环节瓦斯安全控制，系统各画面能显示过程变量的实时数据和运行设备的状态，设备模拟图、单线图等均可在界面上显示，每个画面都包括字母数字字符和图形符号，通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态，所有过程变量的数值和状态动态实时刷新。2、报警显示对于需要报警的变量给出报警提示，以颜色闪烁或提示框等方式直观的表现，并有专门的报警窗口可以查看历史报警。4.4.1.3综合信息集成软件平台综合信息集成软件平台通过对监控过程数据的集成、加工处理，整合出对安全管理决策有用的数据，从而在安全管理决策和实时过程控制之间架起一座桥梁，达到两者之间的信息交换和紧密集成。4.4.1.4协同工作平台为项目瓦斯安全管理提供统一交流、协作、协同办公的基本信息平台，整合原本分离的部门、个人的目标和工作行为，优化业务流程，提高项目瓦斯安全管理运作效率目标。1、数据挖掘系统针对安全管理的不同方面，采用不同的数据挖掘模型建立方法，为安全生产提供预警。如在历史数据的基础上，建立相应的数学模型，利用数学模型进行预测或将预测人员的经验提取出来，形成知识库，用知识库中的规则对历史数据库加以推理，从而对安全生产环节进行预测。2、数据综合分析功能能够对各自动化子系统数据、安全管理数据、业务管理数据等进行深入分析、挖掘、整合、分类、统计、评估等综合处理，输出结果供管理层查询使用3、综合报表系统基于Web的综合报表系统，用于制作打印瓦斯安全分析报表。4.4.2平台功能展示4.4.2.1有害气体数据显示系统利用监测监控系统数据，将有效数据发送至中心服务器程序，中心服务器软件存储并发布至WEB服务，这样，用户通过IE就可以实时监控隧道内瓦斯数据。实时趋势图：实时显示传感器数据变化，为管理人员监测隧道内瓦斯浓度和设备提供参考依据，见下图：4.4.2.2其他功能1、短信发送报警信息；2、报警联动设置，当发生报警时可以显示报警点的数据变化趋势、以及处置预案。5瓦斯人工检测与自动监控体系管理项目经理、分管副经理、安全总监等管理人员应经常督促检查各工点瓦斯人工检测和瓦斯自动监控系统运行情况。5.1瓦斯人工检测管理1、瓦斯人工检测的地点、频率以及超限处置必须符合本管理办法的要求。2、便携式甲烷检测报警仪应设专职人员负责充电、收发及维护，严格按产品说明书进行操作，严禁擅自调校和拆开仪器，并要爱护、保养好。3、项目部瓦斯治理专业工程师每7天负责对所有工点的便携式瓦检仪进行校正，并建立台账。5.2瓦斯自动监控系统管理1、瓦监值班员负责瓦斯自动监控系统的日常管理工作。2、隧道内瓦斯自动监控系统的安装、维护、使用和管理严格按本方案执行。3、安全监控分站处应设置安全监控管理牌版。监控分站要指定人员看管，保证正常运转。各地点使用的传感器必须明确人员进行看管、吊挂和移动，保持按规定设置。造成损坏或丢失的，应由责任人负责赔偿。4、项目部瓦斯治理专业工程师对分站等监控设备每月进行一次调校，对甲烷传感器每7天进行一次调校，对甲烷超限断电功能每7天进行一次测试。5、安全监控维护人员要经常对安全监控设备进行巡检、维修、保养，发现问题及时处理，保证设备完好，可靠运行。6、安全监控维护人员应做好安全监控设备台帐、故障登记、检修记录、巡检记录、调校测试记录。7、安全监控中心站监视器要专用监控，不得乱动、乱调，随便加入无关信息和做无关工作。由此造成损坏或损失的，由当事人赔偿。8、安全监控值班人员要时刻注意安全监控系统运行情况，认真监视监视器所显示的各测点变化等信息情况。发现报警、断点、分站无答等异常情况，要立即向有关架子队负责人和维护人员汇报。9、安全监控值班人员负责将安全监控日报每天打印一份，报警断电记录月报每月打印一份，报架子队负责人、项目安全总监、总工程师、项目经理签字，并做好中心站运行日志记录。10、监控室要张贴安全监控系统图和示意图，监控室要设置安全监控管理牌板。安全监控值班人员应严格按照管理制度进行管理。6瓦斯检测与监测管理专项用表表1.瓦检员瓦斯检测检查记录手册表2.瓦斯检测台账表3.瓦斯超限汇总台账表4.有害气体超标应急处理记录台帐表5.一周瓦斯浓度最大值统计表6.瓦斯检测设备标准气样、检定校正（记录）台账