瓦斯隧道专项安全施工方案.doc

厦蓉高速公路织纳段第 4 合同段 杨保寨瓦斯隧道专项安全施工方案 二二 一一三三年年 七七月月 道隧集团工程有限公司道隧集团工程有限公司 一 工程概况一 工程概况 杨保寨隧道位于织金县以那镇大屯村 隧道进口距乡村公路约 200m 出 口下方有乡村公路通过 交通较方便 隧道穿越孤立山体 隧道附近最高高程 1488 00m 最低高程 1254 20 1488 00m 相对高差约 218m 隧道通过段高程为 1390 30 1316 00m 相对高差 74 30m 隧道进口地形稍缓 该段植被较发 育 基岩出露较好 隧道出口山坡坡度约 30 45 度 该段植被不发育 基 岩零星出露 杨保寨隧道为分离式隧道 隧道左幅里程桩号为 ZK91 700 ZK92 122 长 422m 右幅里程桩号为 YK91 697 YK92 120 长 423m 隧道左幅进出口 地板高程 1317 82 1305 99m 最大埋深 61 90m 右幅进出口地板高程 1318 06 1306 23m 最大埋深 70 20m 单洞净宽 10 25m 净高 5m 设计荷 载 公路 级 设计时速 80Km h 1 瓦斯参数瓦斯参数 1 本次直接法测得 C1 C2 C3 C4 煤层原始瓦斯含量最大值分别为 12 03m3 t 11 63m3 t 12 57m3 t 13 22m3 t 煤层瓦斯含量高 2 本次间接法测得 C1 C2 C3 C4 煤层最大瓦斯压力分别为 0 862MPa 0 886MPa 0 899MPa 0 878MPa 煤层瓦斯压力大 3 本次测得 C1 煤层的瓦斯放散初速度指标 pmax 14 65 煤的坚固 性系数fmin 0 42 煤的破坏类型为 III C2 煤层的瓦斯放散初速度指标 pmax 17 79 煤的坚固性系数fmin 0 37 煤的破坏类型为 IV C3 煤层的瓦斯 放散初速度指标 pmax 15 21 煤的坚固性系数fmin 0 41 煤的破坏类型为 III C4 煤层的瓦斯放散初速度指标 pmax 12 03 煤的坚固性系数 fmin 0 33 煤的破坏类型为 IV 二 编制依据二 编制依据 1 公路隧道设计规范 JTGD70 2004 1 铁路瓦斯隧道技术规范 TB10120 2002 J160 2002 3 煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1026 2006 4 煤矿瓦斯抽放规范 AQ1027 2006 5 防治煤与瓦斯突出规定 2009 6 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件 MT T955 2005 7 石门揭穿突出煤层震动爆破技术条件 MT T958 2005 8 公路隧道施工技术细则 JTGF60 2009 9 爆破安全规程 GB6722 2011 10 煤矿安全规程 2011 年 11 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ6201 2006 12 矿山救护规程 AQ1008 2007 13 矿井通风安全装备标准 GB T50518 2010 14 瓦斯隧道施工指南 15 中国矿业大学编制的 杨保寨隧道左洞探煤设计及成果报告 杨保寨隧道右洞探煤设计及成果报告 2013 7 16 中国矿业大学编制的 杨保寨隧道煤层瓦斯赋存参数测试报告 2013 7 三 安全施工技术方案三 安全施工技术方案 3 3 1 1 通风通风 隧道掘进作业环境应符合下列卫生标准 坑道中氧气含量按体积计不应小于 2O 二氧化碳浓度不超过 0 5 坑道内温度不宣高于 30 有害气体浓度中的一氧化碳 CO 不大于 0 0024 二氧化氮 NO2 不 大于 0 00025 二氧化硫 SO2 不大于 0 0005 硫化氢 H2S 不大于 0 00066 氨 NH3 不大于 0 004 见表 A 表 A 隧道内各种有害气体最高容许浓度表 名称符号最高容许浓度 一氧化碳 CO0 0024 二氧化氮 NO20 00025 二氧化硫 SO20 0005 硫化氢 H2S0 00066 氨 NH30 004 粉尘浓度 含 1O 以上游离二氧化硅的粉尘 每立方米空气不得大于 2mg 含 1O 以下游离二氧化硅的粉尘 每立方米空气不得大于 4mg 由于 该隧道存在煤层 主要的有害气体为瓦斯 如何降低瓦斯浓度并控制在 0 5 以下是确保施工安全的重要条件 而加强通风是稀释瓦斯浓度的最有 效 最快捷的途径 隧道采用机械通风 必须满足洞内各作业点所需的最大风量 风压 风 量按每人每分钟供应4m3 min的新鲜空气计算 采用内燃机械作业时 1kw供 风量不宜小于3m3 min 风速在全断面开挖时不应小于0 5m s 3 1 1 隧道掘进施工风量计算隧道掘进施工风量计算 隧道需要的风量 须按照单个掘进工作面同时工作的最多人数 将瓦斯 浓度稀释到0 5 以下 隧道燃油用风量 隧道所需最低风速 0 5m s 以及稀释爆破排烟分别计算 采用其中的最大值 1 按单个掘进工作面最大班下井人数计算风量 隧道作业人员用风Q人 4 N K 其中 4一每人需风量 m3 min N一 最大班下井人数 取50人 K一风量备用系数 取1 45 计算得 Q人 290m3 min 4 83m3 s 2 按将瓦斯浓度稀释到0 5 以下计算风量 Q隧 100 Q隧瓦 K隧通 0 5 其中 Q隧 隧道风量 Q隧瓦 隧道煤层绝对瓦斯渗出量 K隧通 隧道瓦斯涌出不均衡系数取2 根据 杨保寨隧道左 右 洞探煤设计及成果报告 以及 杨保寨隧道 煤层瓦斯赋存参数测试报告 计算得出隧道掘进面瓦斯最大涌出量为 6 65m3 min 计算得 Q隧 100 6 65m3 min 2 0 5 2660m3 min 3 隧道燃油用风量 在装渣工序中 挖掘机 汽车燃油所消耗空气量根据挖掘机 汽车燃油 的平均辛烷值和16烷值进行测算 装渣时按4辆载重汽车 二台挖掘机考虑 平均每分钟燃油所消耗空气量约为60m3 即隧道燃油用风量为 Q燃 60m3 min 1 0m3 s 4 以隧道中最低风速计算风量 参照 铁路瓦斯隧道技术规范 TB10120 2002 J160 2002 及 公路 隧道施工技术规范 JTGF60 2009 及 煤矿安全规程2011 经过综合考虑 取隧道施工中最低风速不小于0 5m s 因此 隧道最低风速用风量 Q 0 5 94 7 47 35m3 s 2841m3 min 其中 0 5 隧道中最低风速 m s 94 7 隧道一衬后的断面面积 m2 因此 以隧道中最低风速计算风量的最大值为2841m3 min 47 35m3 s 5 按稀释和排炮烟所需风量计算 Q 19 t 1394m3 min 其中 t一放炮后通风时间 取30 min G 单次爆破最大装药量 取120 9 kg A一隧道断面面积 取94 7 m 2 L 最长通风距离 长距离隧道掘进时 炮烟在沿隧道流动过程中与空 气混合 在未到达隧道出口时已被稀释到允许浓度出的距离称为临界长 度 在这种情况下 L取临界长度 L 12 5GbK A 2 本隧道最长通风 距离L 423m 风管漏风系数 取5 b 炸药爆炸时有害气体生成量 煤层中爆破取100 岩层中爆破取40 K 紊流扩散系数 因此 按稀释和排炮烟所需风量计算的值为1394m3 min 46 6m3 s 根据以上计算 隧道的最大风量为隧道中最低风速计算的风量值 2841m3 min 47 35m3 s 3 1 23 1 2 通风设施通风设施 1 连通横道 由于隧道施工的特殊性 可以在适当位置施工连接左右隧道的连通横道 设置风门等设施 如有必要时 可打开风门作为巷道式通风的回风联络巷 2 测风站 在隧道内每隔一定距离设置测风站 用于测量风速 温度 湿度 CH4 CO2等参数 3 1 33 1 3 风机选型风机选型 1 风机选型计算 1 风机供风量 Qj 1 Qmax 1 05 47 35 49 72m3 式中 通风安全裕度 取5 Qmax 最大需风量 2 风阻系数 0 36 5 6 5 d aL Rf 式中 L 管道长度 m 取423 通风阻力系数 N s2 m 8 取0 0025 d 风管直径 3 通风阻力损失及通风机风压 设计风量应取风机风量与工作面风量的集合平均值 3 max 52 48 35 4772 49 m QQQ j 选用1 8m的风筒 风筒摩擦阻力为 H RfQ2 847 5 Pa 式中 Q 风量 Ht H hv 847 5 4 2 811 0 D Qj 847 5 371 9 1219 4 Pa 在隧道进口端的左 右幅洞口外30m各安装一台型号为SDDY NO 13 0型 隧道专用三速对旋式大功率轴流式风机一台 电机功率 132 2kW 转速1480转 min 风量180000 125000 70000m3 h 3000 2083 1167m3 min 全压7000 3100 1300Pa 采用压入式向隧道内通风 隧道内 风筒直径1 8m 根据风机选型计算 该主风机可以满足隧道煤层地段设计所 需风量 全风压的要求 在二衬台车处隧道顶部瓦斯容易积聚 可以采用风筒导风稀释瓦斯 也 可以从压风管路上安装胶皮软管 要对压风进行减压 控制压风流速 利 用压风吹散瓦斯 这两种方法均可满足稀释瓦斯的要求 鉴于隧道停风后瓦斯等有害气体增加趋势明显 故采用24小时不间断通 风 按照隧道内回风流中的最低风速0 5m s计算 由此选择的风机配备的送 风风筒 风筒直径1 8m 承受的压力一般 风筒内风速也比较适中 通风比 较容易管理 2 通风方式 由于杨保寨隧道最长掘进距离为423m 所以采用单向掘进 掘进工作面 最长通风距离约为423m 左 右幅隧道掘进头均采用压入式独头通风 通风机实施专用变压器 专用开关 专用电缆 并安装 瓦斯电 风电 两闭锁 风机布置见图A 开挖面 开挖面 30m 0 260m 1m s 1m s 30m 左线洞口 右线洞口 0 260m 风口 二衬台车 180轴流风机风筒 风机布置横断面示意图 风机布置纵断面示意图 风机风筒 压风管 压风软管 A杨保寨隧道通风系统及风机布置图 压入式通风开挖工作面需风量和回风风量均由洞外轴流风机提供 3 1 4通风检测类仪器 设备配置通风检测类仪器 设备配置 根据 煤矿安全规程 参照 矿井通风安全装备标准 为了满足杨 保寨隧道通风检测的需要 对隧道通风检测类设备型号及数量进行配备 详 见表B 表 B 隧道通风检测类设备配备表 序号名称型号 单 位 数量 1高速风表EY11B 便携数字式个4 2高中速风表AFC 121个4 3微速风表DFA 3个4 4秒表机械式块4 5通风干湿表DHJ1个4 6干湿温度计DHM1个4 7空盒气压计DYM3个4 8双管水银压力表DYB3支4 9U 型倾斜压差计AFJ 150台12 10皮托管AFP 6B支24 11补偿式微压计BWY 250台4 12矿井通风多参数检测仪JFY台8 3 1 53 1 5 通风管理措施通风管理措施 1 一般规定 隧道过瓦斯地段施工期间 应建立瓦斯通风监测监控 检测系统 测定 瓦斯浓度 CO2 CO 风速 风量等参数 配备便携式瓦检仪和光学瓦检仪 2 通风系统 1 采用压入式通风方式 风管管口距离掌子面的长度必须小于有效 射程 2 通风机必须由指定人员负责管理 保证正常运转 3 压入式轴流通风机和启动装置 必须安装在距洞口 30m 以外 且 避开隧道口中心位置 并符合 煤矿安全规程 的有关规定 4 选用防爆型压入式轴流通风机 必须采用抗静电 阻燃风筒 风 筒必须吊挂平直 接头严密不漏风 破口及时粘补 5 通风机必须采用专用开关 专用线路供电 也可采用装有选择性 漏电保护装置的供电线路 通风机每天有专人检查 保证通风机可靠运转 6 通风机除因检修 停电等原因停风外 其它均不得停风 停风时 必须撤出隧道内所有人员 并制定专门的排放 抽放瓦斯措施 7 隧道需要的风量 须按照单个掘进工作面同时工作的最多人数 将瓦斯浓度稀释到0 5 以下 隧道燃油用风量 隧道所需最低风速 0 5m s 以及稀释爆破排烟分别计算 采用其中的最大值 8 瓦斯隧道施工前 要根据勘测设计文件提供的隧道瓦斯最大涌出 量 隧道长度 投入机械设备及人员数量等因素 考虑一定富裕系数 提前 做好通风设计计算 确定施工通风风量 风速不小于 0 5m s 科学选配隧道 施工通风所需风机 风管的性能和规格 确保隧道空气中的瓦斯浓度稀释到 允许浓度以下 9 隧道施工中 可采用压风导管吹风 引风等办法消除瓦斯聚集 10 隧道在施工期间 应当实施连续通风 不得停风 因检修 停电 等原因停机时 必须撤出人员 切断电源 恢复通风机正常通风 包括备用 通风机 前 不得自动启动 必须先检查通风机附近 20m 范围内的瓦斯浓度 当瓦斯浓度在 0 5 以下时 方可采用人工送电方式启动通风机 11 排放高浓度瓦斯时 必须制定排除瓦斯的安全措施 应控制风流 使排出的风流在洞口处的瓦斯浓度不得超过 0 5 瓦斯流经路线必须停电 撤人 布岗 12 施工过程中加强瓦斯隧道施工通风管理 对通风机械设备 通风 管路要做到经常性维护保养和检查 降低通风系统的故障率 减少通风管路 的漏风量 确保施工通风系统正常和通风效果 13 瓦斯隧道施工通风设计计算选配通风机械设备要考虑设备故障因 素 瓦斯隧道施工通风机必须采用双风机 双电源 即正常工作时的隧道通 风机必须配备安装同等能力的备用通风机 并能自动切换 备用通风机电源 必须取自同时带电的另一电源 保证正常通风 设两回路供电系统 并装设 风电瓦电闭锁装置 当一路电源停止供电时 另一路电源应在 10min 内启动 保证风机的运转 注意保证施工通风供电线路的维护 管理和检修 必须配 置柴油发电机及备用供电系统 避免因停电或供电线路故障时造成洞内瓦斯 积聚或超限 14 因停电 通风机械设备故障等因素造成的通风系统停止运行 在 恢复正常通风后 对隧道上部 坍塌洞穴 避车洞等通风不良和瓦斯易积聚 的地点 瓦斯浓度不得超过 0 5 当检查超过此浓度时 应停止施工 撤出 人员 切断电流 停止电动机运转或开启电器开关 进行局部通风处理后 由瓦斯检测员进行瓦斯检测 证实瓦斯浓度低于规定允许浓度 确认安全后 方可恢复施工 15 因工序衔接 施工组织等临时停工的施工地点不得停风 不得在 停风或瓦斯超限的区域进行机械施工作业 16 对施工通风系统或通风设施等出现异常时 如通风风筒脱节或破 坏等 必须及时组织修复 尽快恢复正常通风 17 发生瓦斯涌出 喷出的异常状况时 必须及时采取措施 尽快撤 出施工人员 杜绝一切可能产生的火源 及时断电 加强通风 同时对隧道 进行警戒 进一步研究考虑采取抽排瓦斯的具体安全措施 3 23 2 隧道过煤层地段施工方法隧道过煤层地段施工方法 3 2 13 2 1 施工原则施工原则 煤系地段为IV级围岩 按二台阶开挖方法 在开挖过程中坚持对前方煤 层 前探预测 预抽瓦斯 排放瓦斯 检测检验 安全防护 的掘进施工原 则 先小后大分段开挖的程序 由于公路隧道断面较大 揭煤拟采用以拱型 小断面先揭开煤层 对周边煤体进行突出验证 如有突出危险则补打瓦斯预 抽孔 使煤层得到充分卸压 然后先右后左 先上台阶后下台阶 参照隧道 开挖断面图 再开挖成型及时进行临时支护后 再作永久支护 在隧道煤系 瓦斯地段施工必须严格按上述方法 并按防治瓦斯要求落实 图B 隧道施工一般程序框图 隧道各台阶开挖完毕后 及时进行围岩岩面清理 进行初喷C20砼 然 后石碴进行清理 完毕后立即进行挂网锚杆钢支撑的架设和施工 再进行 C20砼复喷 隧道施工程序见隧道施工一般程序框图B 揭煤施工必须遵循以下原则 1 先探测后揭煤 必须先判明是否有煤层瓦斯突出的危险 2 先处理后揭煤 必须预先进行防突处理或超前加固处理才能揭煤 3 2 23 2 2 开挖施工方法开挖施工方法 1 杨保寨隧道所揭煤层倾角56 左右 断面较大 由于煤层与隧道斜 交47 48 由于C1 C2 C3煤层之间间距较小 C3 C4煤层间距较大 本 次揭煤分为两次揭开 第一次所揭煤层C1 C2 C3 石门揭煤长度为 65 4m 第二次所揭煤层C4 石门揭煤长度17 8m 因两次揭煤长度较大 一 次揭穿存在困难 所以第一次揭煤分13次采用中深孔爆破方式逐步揭开煤层 第二次揭煤分4次采用中深孔爆破方式逐步揭开煤层 每次揭煤结束 需加 强通风对瓦斯的排放 爆破后都必须对煤层进行煤层突出性检测 若防突出 指标检验合格 方可进行下一次打眼放炮作业 若有突出危险就要需重复采 取瓦斯抽放措施 直到防突出指标检验合格 方可进行打眼放炮作业 每次 揭煤都需断电撤人 远距离放炮 都要采用 四位一体 局部防突综合治理 措施 爆破前 应编制相应的爆破作业规程 作业规程中明确规定每次揭煤 过煤的炮眼布置参数与装药量多少 雷管参数等 具体施工方法见图C 2 采取用分上 下两个台阶施工 先施工上台阶小断面揭开煤层的措 施 然后再逐个从上到下的方式刷大到设计断面 工作面刚揭开煤层 突出 危险性较大时 需停止工作24小时 使煤体应力 瓦斯含量得到一定释放 再进行防突措施检验 无突出危险方可恢复掘进作业 进行小断面两侧断面 扩大的施工 3 在施工中参照两阶段设计支护方式 揭煤前可施工超前小导管 维 护顶板 小断面揭开后以局部拱架支护 上半部揭开后 以半圆拱型钢架全 面支护 下半部两侧作柱腿锚固 按隧道支护规定完成全断面支护 4 隧道在进行小断面两侧断面刷大施工时 必须采取措施 防止在施 工时发生煤与瓦斯突出 要先打预测钻孔 长度不得小于8m 进入煤层作业 时 必须留有5m的最小超前距 两侧小断面施工 需分别进行 不能同时作 业 以防止瓦斯事故和顶板跨落的危险 完成上台阶拱形支护后 再进行下 台阶两侧小断面分块施工 杨保寨隧道过煤层小断面分块施工顺序详见图 D 其施工顺序为 图C 上台阶小断面揭煤施工进度图 9 6 5 7 12 4 12 4 4 2 4 2 图 D 小断面的刷大施工示意图 5 小断面施工 需分别进行 不能同时作业 以防止瓦斯事故和顶板 冒垮的危险 完成上台阶拱型支护后 再进行下台阶小断面施工及最后刷大 断面工作 6 在小断面的刷大施工中 每个拱型支架的间距应调为0 5米 以确保 顶板安全 7 采用远距离爆破揭开突出煤层时 要求隧道工作面与煤层间的最小 法向距离是 1 5米 如果岩石松软 破碎 应增加法向距离为2 5m 8 在揭煤工作面用远距离爆破揭开突出煤层后 若未能一次揭穿至煤 层底板 则应当按照石门揭煤的方法重新揭煤 直至完成揭煤作业全过程 9 隧道揭穿厚度小于0 3米的煤层时 可直接用远距离的爆破方式揭穿 煤层 按公路隧道施工原则 顶板揭开煤层易于支护 但底板要留足安全煤柱 由于煤层与隧道掘进面斜交 每次掘进爆破长度为5m 保留1 5m安全岩柱 对隧道底板应先作防突出预测及措施施工 使隧道底板瓦斯充分卸压 保证 上台阶先过煤层时揭煤作业的瓦斯安全 揭开上台阶煤层后再揭开下台阶煤 层 完成全断面揭煤作业 3 2 33 2 3 隧道揭煤爆破工程隧道揭煤爆破工程 杨保寨隧道爆破工程应严格按照设计要求进行 在隧道进行岩层当中的掘进 应当严格按照岩层爆破设计方案要求进行 施工 而针对揭煤及煤层掘进的爆破工程 设计以下爆破方案 左右两个隧道掘进工作面应当保持一定错位 即一个掘进工作面应当超 前另外一个掘进工作面 超前距离建议控制在60m以上 避免相互形成不利 影响 并且还应保证两个掘进工作面不得同时爆破 一个掘进工作面爆破时 同时撤出两个隧道内 掘进工作面 的工作人员至安全位置 双向对掘隧道的贯通 施工单位必须编制贯通作业规程并组织学习 在 隧道贯通前 40m 必须停止一个掘进工作面施工 只允许单个掘进工作面作 业直至贯通 掘进工作面贯通爆破 1 贯通时必须由专人在现场统一指挥 停止掘进的工作面必须保持 正常通风 设置栅栏及警标 经常检查风筒的完好状况和工作面及隧道回风 流中的瓦斯浓度 瓦斯超限时 必须立即处理 2 必须加强隧道瓦斯检查 单幅隧道两个掘进工作面瓦斯超限严禁 爆破 并采取措施处理 3 贯通爆破前 临幅隧道掘进工作面当班也必须同时停电撤人 且 隧道保持正常通风 4 隧道贯通后迅速调整通风系统 并加强贯通处的支护 待隧道贯 通处应力稳定后方可恢复掘进 1 1 爆破作业准则 爆破作业准则 1 隧道开工前 爆破工必须经过地方公安部门的爆破培训和地方安全管 理监管部门的安全培训 并取得爆破证和安全资格证 方能准许其担任爆破 工作 2 安全培训必须由煤矿三级及以上的培训中心进行培训 爆破工必须相 对稳定 对电爆破网络的连线工作及放炮器的掌握使用必须由爆破工负责 爆破工必须持证上岗 无证人员不得进行爆破作业 3 凡在含有瓦斯的地段施工 必须采用电力起爆 使用安全等级不低于 三级的煤矿许用含水炸药 矿用电雷管 矿用放炮器 严禁使用火雷管 纸 雷管 普通导爆索或非电导爆管起爆 禁止放裸炮和使用黑火药 不准一 次装药 分次放炮 4 瓦斯隧道爆破严禁使用瞬发电雷管 严禁使用导爆索 火雷管和秒管 或半秒延期电雷管 在使用矿用毫秒电雷管时 最后一段的延期时间不得超 过130ms 5 瓦斯隧道必须使用煤矿许用毫秒延期电雷管 使用煤矿许用毫秒延期 电雷管时 最后一段的延期时间不得超过130ms 不同厂家生产的或不同品种 的电雷管 不得掺混使用 不得使用导爆管或普通导爆索 严禁使用火雷管 6 起爆联网母线采用橡胶套电缆线 放炮母线和连接线 或直接连到电 雷管脚线 必须相互扭紧并加缠胶布悬挂 不得与轨道 金属管 钢丝绳等 导体接触 放炮母线同电缆线应分别挂在巷道的两侧 必须挂在同一侧时 放炮母线必须挂在电缆线的下方 并应保持0 3m以上的距离 7 严格按照现行国家标准 爆破安全规程 及部标 煤矿安全规程 的 有关规定进行放炮 并严格执行 一炮三检制度 和 三人联锁 放炮制 瓦斯检测员 班长 放炮员三人同时在场 瓦斯检测员只有在检测甲烷 的浓度在0 8 以下 才允许装药 放炮 才能将放炮器的钥匙交给班长 班 长检查有关人员 机械撤至警戒线以外后 再将放炮器钥匙交给放炮员 放 炮员在接到钥匙后方能打开放炮器进行联网 发出放炮信号至少等5秒钟后 才起爆 8 在每次钻眼前 装药前 放炮前 均必须在距放炮开挖面20m以内进 行瓦斯含量测定 此项工作应以工班爆破小组为主 并会同瓦斯检测员共同 进行 检查后写成记录共同签认 9 有下列情况之一时 禁止装药放炮 放炮区20m范围以内甲烷浓度达到0 8 主扇或局扇停止运转时 人员及机具未撤离至安全地点和未发出放炮信号 该设警戒而未设警戒的 导坑断面被堵塞三分之一以上时 炮眼内发现异常状态 温度忽髙忽低 有显著瓦斯涌出等情况时 10 在瓦斯地段爆破时 必须采用正向爆破 先装被起爆药包 后装起 爆药包 使传爆方向转向眼底 装药前先用高压风管吹洗钻孔内的甲烷 岩 煤 屑 或者用木 竹 棍来回捅3 4次 直至把甲烷引出扩散后 再 立即装药 11 瓦斯地段炮眼封口时 可加工塑性性能较好的砂黏土或黏砂土之类 的混合物制成的泡泥 使用水泡泥 它还具有消烟 消焰及除尘的作用 禁 止使用纸屑 石屑作炮口堵塞 关于炮眼深度及堵塞长度应符合下列要求 炮眼深度不得小于0 6m 炮眼深度为0 6 1 0m时 炮泥封堵长度不小于炮眼深度的二分之一 炮眼深度超过lm时 炮泥封堵长度不小于0 5m 炮眼深度超过2 5m时 封泥长度不得小于1m 12 应采用光面爆破 以减轻爆破对围岩的扰动 保持围岩的完整性及 其表层的平顺性 从而利于瓦斯驱散 13 所有开挖工作面均应设置质量良好和数量充足的喷雾洒水设备 并 按规定由专人掌握使用 装碴前应冲洗岩边 碴堆 防止粉尘飞场 14 在放炮后经过不短于30min的通风后 应先由开挖班长 瓦斯检测员 找顶工及工班安全员进行检查 当确认瓦斯含量在0 5 以下 并消除其他不 安全因素后 方可撤除警戒 继续工作 15 严格执行当班领用炸药审批制度 做好炸药 雷管的领退登记手续 没有当班审批计划时不发 变质炸药不发 未用完的炸药 雷管必须当班退 库 炸药 雷管的领用 运输 保管必须有加锁的炸药箱 雷管箱 炸药 雷管必须分开装箱运送 2 2 爆破揭煤 爆破揭煤 隧道工作面揭煤层从距突出煤层顶板的最小法向距离5m开始 到穿过煤 层进入底板2m 法向距离 的过程均属于揭煤作业 1 隧道工作面揭穿突出煤层的设计应当包括下列主要内容 1 隧道揭煤区域煤层 瓦斯 地质构造及巷道布置的基本情况 2 建立安全可靠的独立通风系统及加强通风风流的措施 3 控制突出煤层层位 准确确定安全岩柱厚度的措施 测定煤层瓦斯 压力的钻孔等工程布置 实施方案 4 揭煤工作面突出危险性预测及防突措施效果检验的方法 指标 预 测及检验钻孔布置等 5 工作面防突措施 6 安全防护措施及组织管理措施 7 加强过煤层段巷道的支护及其他措施 2 编制具体作业规程和施工措施 揭煤作业应当具有相应技术能力 的队伍施工 并按照下列作业程序进行 1 探明揭煤工作面和煤层的相对位置 2 在与煤层保持5m垂距的位置进行工作面预测 掘进至远距离爆破揭 穿煤层前的工作面位置 距煤层1 5m垂距 采用工作面预测或措施效果检 验的方法进行最后验证 3 工作面预测有突出危险时 采取工作面防突预抽孔措施 4 实施工作面措施效果检验 5 采取安全防护措施 隧道人全部撤出 隧道内全部电气设备停电 采用远距离爆破揭开煤层 6 在岩石巷道与煤层连接处加强支护 3 小断面揭煤爆破图 在隧道工作面距煤层保留1 5m垂距岩柱时 实施揭煤爆破作业 现按粉 砂岩 泥质粉砂岩 岩石硬度系数f 5 煤层厚度1 5m设计 现场应据岩石 性质 煤层变化确定增减炮眼个数及装药量 依据煤矿施工手册的相关规定 爆破设计参数计算如下 隧道分上下2个台阶开挖 由于上台阶先爆破 基 本释放了下台阶爆破时的煤层瓦斯突出应力 下台阶施工时较为安全 因此 本设计只对上台阶断面爆破进行了设计 由于煤层与隧道掘进面斜交 先设 从左端揭煤 在分段掘进直至进入煤层底板2m完成揭煤 小断面揭煤爆破炮 眼布置示意见下图E及炮眼参数表B 炮眼个数参照下经验公式 N 5 4 6 3 3 76 个 3 2 5fS 式中 N 炮眼个数 个 S 揭煤断面积 m2 f 岩石硬度系数 取5 台阶小断面揭煤实际布置炮眼总数76个 2 单位装药量计算 q 1 68 Km f1 2 S0 75 1 122kg m3 式中 q 单位装药量 kg m3 Km 煤层厚度影响系数 取0 95 3 爆破进尺 爆破进尺设计5m 4 爆破体积计算 V S l 21m2 5m 105m3 5 总装药量计算 Q V q 105m3 1 122kg m3 117 81kg 实际装药量为120 9kg 比设计多装药3 1kg 4m 5 7m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 3738 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66676869707172737475 76 0 4m 0 6m 0 4m 0 6m0 6m 0 6m 0 4m 0 7m 0 7m 4m 5 7m 1 5m 5 0m 5 0m 5 2m 5 2m 俯视图 侧视图 1 5m1 5m 1 5m 图E小断面揭煤爆破炮眼布置示意图 表 B 炮眼参数表 炮眼角度 雷管数 量 发 炮眼名 称 炮眼 编号 水平 倾角 延期时间 ms 眼深 m 单 孔 合 计 每眼装 药量 kg 组装药 计 kg 起爆 顺序 1 41305 22424 2 51005 22424 3 61305 22424 掏槽眼 7 80005 22424 9 2000255 02241 821 6 21 3560255 01151 827 辅助眼 36 3800505 01131 823 5 底眼66 76091005 02221 920 9 周边眼39 65126755 01170 711 9 合计107120 9 周边眼布置在巷道轮廊线内0 05m 底眼眼口比巷道底板高出0 2m 以 利于钻眼 眼底位于底板以下0 1m 选用煤矿乳化炸药 标准药卷规格长为150mm 单卷药重20Og 雷管为 毫秒延期电雷管 雷管最后一段的延期时间为100ms 不超过规定的130ms 两节雷管的炮眼 第二节雷管放在第5节炸药后 3 3 爆破器材 掏槽形式 装药结构 联线方式 爆破器材 掏槽形式 装药结构 联线方式 根据 煤矿安全规程 规定 本段施工选取用炸药必须使用煤矿乳化炸 药 雷管必须使用煤矿许用毫秒延期电雷管 1 5段 掏槽眼为1段 辅助 眼为2段 3段 底眼为4段 周边眼为5段 根据表表B 最后一段的延期时 间为100ms 不超过130ms 1 爆破器材 1 雷管电阻 煤矿使用毫秒电雷管 总延期时间控制在130毫秒内 采用1 5段毫秒电 雷管 单发雷管电阻不超过6 3欧 2 母线电阻 根据 煤矿安全规程 要求 放炮母线必须采用绝缘的二芯 铜芯 小 电缆线 严禁使用胶质线 单回路爆破 放炮母线必须避开一切带电或导 电物体并悬挂好 爆破母线和连接线 电雷管脚线和连接线 脚线和脚线之 间的接头必须相互扭紧并悬挂 不得与轨道 金属管 金属网 工作台架等 导电体相接触 母线电阻由下式计算 R P L S 式中 R 母线电阻 欧 P 母线电阻率 P 0 0184 L 母线长度 L 1600 2 3200m S 铜芯线面积 S 4mm2 计算得 R 0 0184 3200 4 14 72欧 3 爆破网络总电阻 R总 H Y R 式中 R总 爆破网络总电阻 欧 H 雷管总个数 H 107个 Y 单发雷管电阻 Y 6 3欧 R 母线电阻 欧 计算得 R总 107 6 3 14 72 688 82欧 4 发爆器 设计采用发爆器型号为MFB 200 额定引爆雷管为200发 额定负载电 阻1220欧 峰值电压2500V 5 爆破网络总电流 I V R总 2500 0 7 688 42 2 54 A 经计算 爆破网络总电流2 54 A 爆破网络总电阻小于发爆器电阻 1220欧 故设计合理 6 雷管及放炮母线的测定要求 对每个雷管及放炮母线都必须进行测试 单管全电阻不大于6 3欧 每分 段所选用的雷管电阻差控制在0 2欧以内 使用同厂 同期 同类型的雷管 放炮母线使用后 要升井干燥 在井下要放在干燥安全地点 并定期作 电阻测定和绝缘性能测定 2 掏槽形式 楔形掏槽 3 装药结构 炮眼采用标准药卷 20 连续正向正向装药结构 严禁反向装药 严禁反向装药 参见下 图3 3 2 4 炮眼联线方式 采用串并联 同一个炮眼内的雷管 2发及以上 采用并联 炮眼之间采用串联 最后一段的延期时间不得超过130ms 炮眼水炮泥布置示意图 炮泥水炮泥 雷管 炸药约11节雷管引线 图F炮眼装药结构示意图 4 4 打眼 爆破安全技术措施 打眼 爆破安全技术措施 1 1 一般规定一般规定 1 隧道工作面装药 联线 放炮 必须由专职放炮员担任 放炮员必 须由经三级以上安全培训机构培训合格并取得合格证的人员担任 并坚持持 证上岗 2 项目部必须建立爆炸物品的领退制度 领用炸药 雷管必须由专职 放炮员进行 并坚持分装分运 进入工作面后应分装于炸药箱内并加锁 3 严格执行领退制度 当班未用完的炸药 雷管必须经班组长 瓦斯 检查人员现场签字后交回炸药库 严禁私藏 乱扔 乱放 4 严格执行 一炮三检查 每炮检查三次 装药前 爆破前 爆破后 要认真检查爆破地点的瓦时 瓦时浓度超过0 80 8 时不准爆破 和 三人联 锁放炮制 瓦斯检测员 班长 放炮员三人同时在场 放炮器必须统一管 理 发放 必须定期校验发炮器的各项性能参数 并进行防爆性能检查 不 符合规定的严禁使用 5 工作面迎头与回风流必须24h分别悬挂两台便携式瓦斯检测报警仪 即上台阶正头两台 回风流两台 共4台 6 爆破必须使用煤矿乳化炸药 使用电雷管为煤矿许用毫秒延期电雷 管 延期时间不得超过130ms 放炮所用雷管提前进行导通试验 测定其电 阻值 同一段的雷管其误差不大于0 2欧姆 7 远距离爆破揭开煤层 爆破30min后 由救护队负责进入检查 无异 常后 由工区技术负责人 安全员 瓦检员 班队长进入工作面进行检查 确认无不安全因素后 才能恢复作业 2 2 打眼打眼 1 进入隧道掘进工作面进行打眼前 瓦斯检查员必须进行工作面瓦斯 检查 只有工作面瓦斯浓度在0 8 以下时 方可由班组长 安全员进行安全 检查 确定掘进工作面无其它安全隐患时 才能进行打眼前的准备工作 若 发现有安全隐患时必须先进行处理 2 班组长佩带便携式瓦斯报警仪 以便及时掌握瓦斯变化情况 打眼 前必须对打眼工具 设备 风管等进行详细检查 发现问题时必须找专职电 钳工进行维修 只有经处理好后方可进行施工 3 打眼前必须严格按照现场编制的爆破图表要求进行打眼 掌握好炮 眼的布置方式及数量 4 采用风钻打眼时 着装必须整洁 袖口扎紧 领钻杆人员严禁戴手 套 预防绞伤人员 打眼人员必须站在风钻的侧面 防止断钎伤人 5 采用风钻打眼时 严格按照 打眼工技术操作规程 组织施工 打 完眼后应将风钻及风管移至放炮崩不到的安全地方保护好 6 在操作台上进行打眼 操作台必须稳固 可靠 人员必须系保险带 操作台防护网以外严禁有人作业或站立 防止松动矸石或打眼时断钎造成人 员伤害 7 对于已经打的瓦斯抽放钻孔及效果检验钻孔 在布置炮眼时若可以 利用的则利用 若不能利用的则进行封堵 避免有空眼 3 3 装药 装药 1 必须根据当班的炮眼数量进行引药制作 制作引药时必须在支护完 整 顶板完好 并避开一切带电或导电物体的地方进行 严禁在炸药箱上制 作引药 2 装药前必须先将炮眼内的煤 岩 粉清除 装药时必须使用木质炮 棍 严禁用塑料制品或其它物品代替专用炮棍 3 装药采用正向装药 正向爆破 装药时按照编制的爆破图表规定的 装药数量使用木质炮棍将药卷轻轻送入炮眼内 使药卷彼此密接 每个炮眼 至少装入2个水炮泥 剩余部分必须用黄泥充填满炮眼 4 炮眼深度和封泥符合 煤矿安全规程 2011第329条 炮眼深度小于 0 6m时 不得装药放炮 炮眼深度超过1m时 封泥长度不得小于0 5m 炮眼 深度超过2 5m时 封泥长度不得小于1m 每个炮眼装完药后必须将雷管脚线 扭结 爆破采用串并联的联线方式 5 有以下情况严禁装药 爆破 A 爆破地点附近20m范围内及回风流中瓦斯浓度达到或超过0 5 时 B 炮眼内发现异常 温度忽高忽低 有异常瓦斯涌出 岩体松散等情 况 C 隧道工作面供风量不足 4 4 联线 联线 联线方式 串并联 联线应符合 煤矿安全规程 2011第334条规定 1 放炮母线必须避开一切带电或导电物体并悬挂好 爆破母线和连接 线 电雷管脚线和连接线 脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂 不 得与轨道 金属管 金属网 工作台架等导电体相接触 2 母线与电缆 信号线应分别挂在隧道的两侧 如需挂在同一侧 爆 破母线必须挂在电缆的下方 井应保持0 3m以上的距离 严禁出现明接头 3 联线进行放炮前必须停掉隧道工作面设备的电源 同时开启喷雾洒 水降尘装置 然后进行放炮 4 爆破前 爆破母线终端必须扭结成短路 5 爆破前 脚线的连接工作可由经过专门训练的班组长协助爆破工进 行 爆破母线连接脚线 检查线路和通电工作 只准爆破工一人操作 放 炮联线方式为串并联 联线时瓦斯检查人员必须在现场 5 5 放炮 放炮 1 放炮必须使用煤矿专用发炮器 型号为 MFB 200 严禁用其它物件 代替专用的发炮器 2 装填炸药时 为了避免差错 应按设计将炮眼编号挂牌 凭牌取药 记录员检查对照 记录校核数据 3 必须对电爆网路全电阻进行检查 确保爆破正常 4 放炮前 班组长必须清点人数 在确认无误及警戒范围内无任何人 员后 通知放炮员进行起爆 爆破工接到起爆命令后 必须先发出爆破警号 大喊三声 放炮 至少再等5s 方可起爆 5 远距离放炮只准一次装药 一次放炮 打眼与放炮不得平行作业 全部炮眼必须填满炮泥 严禁使用无炮泥爆破 所有非爆破孔必须用黄泥等 不燃材料充填至眼口 6 爆破时 必须切断隧道内一切电源 撤除人员 隧道口附近5Om范围 内严禁行人与行车 并在隧道口左右入口处警戒挂牌 7 每次装药放炮由工区技术负责人统一指挥 并由安全员员在隧道口 外监督 8 远距离爆破前必须有超前支护至隧道迎头 掌子面 9 进行远距离爆破时 上台阶应一次性全断面揭开煤层 如果放炮第 一次未能按要求全断面揭开煤层 在掘进剩余部分 包括掘进煤层和进入顶 板2m范围内 时 第二次爆破必须按照远距离放炮的安全要求进行放炮作业 10 在施工过程中 加强敲帮问顶 发现突出预兆及其它异常情况 必 须立即停止作业 撤出人员 并向工区负责人汇报 11 通电以后拒爆时 爆破工必须先取下把手或放炮器钥匙 并将爆破 母线从电源上拆开 扭结成短路 至少等5min 才可沿线路检查 找出拒爆 原因 12 工作面发生拒爆 残爆时 按 煤矿安全规程 第342条规定必须 在班组长指导下进行处理 并应在当班处理完毕 如果当班未能处理完毕 当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚 处理拒爆时 必须遵守下列规定 a 由于连线不良造成的拒爆 可重新连线起爆 b 在拒爆炮眼0 3m以外另打与拒爆眼平行的新炮眼 重新装药起爆 c 严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出 电雷管 不论有无残余炸药严禁将炮眼残底继续加深 严禁用打眼的方法往 外掏药 严禁用压风吹拒爆 残爆 炮眼 d 处理拒爆的炮眼爆炸后 爆破工必须详细检查炸落的煤 矸 收集 未爆的电雷管 e 在拒爆处理完毕以前 严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作 13 放炮后 待隧道工作面的炮烟被吹散 经班长 放炮员 瓦检员共 同对隧道工作面通风 瓦斯 煤尘 顶板 支护 爆破等进行检查 无异常 方可恢复作业 5 5 顶底板管理制度 顶底板管理制度 隧道断面较大 按两阶段初步设计 采用台阶分步法开挖作业 1 严格执行敲帮问顶制度 开工前 班组长 安全员必须对工作面 安全情况进行全面检查 确认无危险后 方准人员进入工作面施工 工作中 随时进行敲帮问顶 2 隧道掘进工作面严禁空顶作业 临时支护必须紧跟迎头 在松软 的煤 岩层或流砂性地层中及地质破碎带掘进巷道时 必须采取前探支护或 其它措施 在坚硬和稳定的煤 岩层中 确定巷道不设支护时 必须制定安 全措施 6 6 施工管理制度 施工管理制度 1 交接班制度 1 严格执行交接班制度 开工进入工作面前 上一班班长必须将本班 工作面生产 安全情况与下一班班长进行详细交接 2 进行交接班时 上一班班长必须将本班工作面生产 安全隐患及需 要解决的问题向下一班班长进行祥细交接清楚 并将需要整改安全隐患的措 施提供给下一班班长 2 领导跟班制度 1 领导跟班重点帮助解决本班安全及影响生产的实际问题 保证在当 班安全的条件下完成生产任务 2 遇有威胁施工生产安全的事件 及时组织职工按照灾害预防处理计 划及应急救援预案规定按人员撤出路线组织职工安全撤出灾区 3 3隧道过煤层段瓦斯治理方案隧道过煤层段瓦斯治理方案 3 3 13 3 1 防止瓦斯爆炸措施防止瓦斯爆炸措施 1 1 防止瓦斯积聚防止瓦斯积聚 1 隧道在施工过程中 瓦斯积聚分为空洞积聚和层状积聚 可能出 现瓦斯积聚的部位有 隧道冒落空洞处 隧道严重超挖处 隧道顶部 隧道 拱开挖与初衬砌交接处等地点 2 在隧道施工中可采取防止隧道顶部瓦斯层状积聚的主要措施有 提高光面爆破效果 使隧道壁面尽量平整 既可减少瓦斯积聚空间 又可减少通风阻力 达到通风气流畅通 隧道施工后及时喷混泥土封堵岩壁的裂隙和残存的炮眼 减少瓦斯渗 入隧道 增大风速 防止瓦斯积聚 向瓦斯积聚部位送风驱散瓦斯 3 在隧道施工中 瓦斯空洞积聚多发生在隧道塌方处 隧道严重超 挖处等地点 可采用向空洞内送风的方法驱散瓦斯 防止瓦斯积聚在瓦斯空 洞积聚处 如塌方处 附近的风筒上加 三通 或安设一段小直径的分支风 筒 向瓦斯积聚处送风 排除积聚的瓦斯 也可采用在高压风管上接出分支 软管 并在支管上安装减压喷嘴 利用压风将空洞内积聚的瓦斯排除 4 施工时充分考虑煤层条件 采空区条件 地质构造 水文条件 瓦斯情况 老窑情况等 5 加强通风管理 必须使用机械通风 严禁扩散通风 风筒符合要 求 临时停工不得停风 6 建立健全瓦斯管理制度 7 严禁出现没有通风 长度大于6m的盲巷 2 2 防止瓦斯超限 防止瓦斯超限 1 配备专职瓦斯检测员 经常检查 2 掘进队长 技术负责人 爆破工 班长 安全员 流动电钳工 在施工现场都必须配带便携式甲烷检测仪 瓦斯检查工必须配带光学甲烷检 测仪 防治瓦斯超限 并密切注视煤与瓦斯突出预兆 当发现有突出预兆 工作面必须立即停止工作 撤出人员 3 必须有合理 掘进可靠的通风设施 保证工作面有充足风量和 合理风速 不能有麻痹思想 3 3 防止瓦斯燃烧防止瓦斯燃烧 1 防止明火 洞口及通风机附近20m以内不得有烟火 或用火炉 电炉取暖 严禁携带烟草 点火物品和穿化纤衣服入隧道 隧道内禁止使用电炉或灯泡取暖 在瓦斯隧道内从事电焊 气焊等工作时 必须制定安全措施 报项目 部批准 并配有瓦斯检查员及安全负责人监督施工 在从事电焊 气焊等工 作时地点前后各20m范围内 风流中瓦斯浓度不得大于0 5 并不得有可燃 物 两端应各设一个供水阀门和灭火器 瓦斯检查员必须在作业点值班 佩 带光学瓦斯检器 随时检查瓦斯浓度 并佩带便携式瓦斯报警仪 安全员及 当班负责施工管理人员在场负责监督 佩带便携式瓦斯报警仪 并在作业完 成前由专人检查 确认无残火后方可结束作业 严禁在隧道内存放汽油 煤油 车辆 变压器油等 2 防止电气火源 电气设备符合煤安防爆要求 防雷 防短路 电缆接头严禁有 鸡爪子 羊尾巴 和明接头 修理开关 接线盒等不准带电作业 隧道内不准拆开 敲打 撞击矿灯 3 防止放炮火源 严格炸药 爆破管理 使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药 煤矿许用用毫秒延期 电雷管 炮眼深度 装药量 水炮泥 封泥等符合规程规定 爆破母线 接头符合规程规定 禁止放明炮 糊炮 严格执行 一炮三检 和 三人联锁 放炮制度 4 加强其它火源的治理 隧道过煤层地段防止撞击 摩擦等火花 4 4 防止瓦斯爆炸事故的扩大防止瓦斯爆炸事故的扩大 制定 瓦斯燃烧爆炸事故应急救援预案 明确编制目的 依据 原则 成立机构 明确职责 并作好下列各项工作 1 1 应急准备 应急准备 1 危险源辩识确认 隧道通风量不足 瓦斯积聚遇明火时存在瓦斯燃烧爆炸重大危险源 隧道拱顶坍塌处回填不密实形成的空洞积聚超限瓦斯遇明火存在瓦斯 燃烧爆炸重大危险源 掌子面或其它地方瓦斯超限遇明火引起瓦斯爆炸 2 预防措施 认真贯彻执行国家有关安全生产的法律 法规 建立完善瓦斯隧道安 全管理规章制度 瓦斯隧道应设计施工通风方案 采取有效措施 加强通风管理 防止 瓦斯聚积 瓦斯隧道 施工前必须对所有参