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高家湾隧道瓦斯防治技术方案高家湾隧道瓦斯防治技术方案1.隧道基本情况1.1工程概况桃巴高速公路LJ7合同段高家湾瓦斯隧道位于四川省南江县桥亭乡境内,横穿南江河谷右侧山体,为傍山越岭隧道,进口端位于南江县桥亭乡谭家坝村,出口端位于桥亭乡中坝村。进出口均无公路通向隧址区,交通条件极差,经过便道施工改进后,道路已基本满足施工生产和应对突发事故抢险救援的需要。高家湾特长隧道全长8399m,其中左洞长4190m(ZK75+914~ZK80+104),右洞长4209m(K75+906~K80+115)由于该隧道穿过煤系地层,设计为瓦斯双线隧道,该隧道工程地质详细勘察钻孔由四川煤田地质一三七总公司实施,总共布设钻孔4个,未对吴家坪、凉山组煤系地层做进一步详细勘察和化验分析,同时也未对本隧道的瓦斯设防级别及管理段落作具体要求,需要在本次方案论证会议中予以明确。隧道由进、出口两端左、右洞双向掘进施工,主要工序采用普通钻爆法开挖、无轨运输系统,锚喷支护及全断面二次衬砌。在左、右洞之间共布置有5个车行横洞和6个人行横洞,其位置如表1所示,以便设计通风系统。表1横洞布置表横洞名称所处右洞里程所处左洞里程1#人行横洞K76+255ZK76+2651#车行横洞K76+605ZK76+6312#人行横洞K76+955ZK76+9572#车行横洞K77+260ZK77+2783#人行横洞K77+655ZK77+6563#车行横洞K78+005ZK78+0234#人行横洞K78+385ZK78+3864#车行横洞K78+760ZK78+7785#人行横洞K79+055ZK79+0565#车行横洞K79+405ZK79+4236#人行横洞K79+755ZK79+7561.2地形地貌隧址区位于四川盆地东北部大巴山区,为中、高山构造剥蚀及岩溶侵蚀地貌区。区内地形地貌受地层岩性和地质构造控制,地形起伏较大,多成高山、峡谷形态。区内山坡陡峭,局部碳酸盐岩段呈现悬崖陡壁地貌景观,沟谷多成“V”字型,谷底陡窄,沟床坡降大。勘察区内山脊最高约1274m,沟谷最低约525m,相对高差约749m。隧址区纵向自然斜坡坡角一般20°~40°,局部为高30~50m的悬崖、陡壁;横坡一般30°~60°。斜坡上松、柏、杂树等灌、乔木等类植物茂密,基岩露头多出露于悬崖、陡壁及陡坎一带,在谷地、缓坡一带垦有水田、旱地,居民多沿南江河河谷两岸分布,山体上部人烟稀少。隧道进口处于谭家坝南江河谷(竹叶潭段)右侧谷坡下部,该坡为反向坡,进口段斜坡自然坡度一般24~50°,平均38°。坡体覆盖松柏林及灌木杂草,局部段基岩出露。出口位于何家沟附近的南江河谷谷坡下部斜坡带,洞口上方为坡度较陡,出口段斜坡坡度35°左右,下部坡度较缓,约20°。出口斜坡体植被主要为少量草丛、灌木,基岩大部分出露,斜坡下部缓坡带被垦为旱地。1.3地层岩性隧址区出露的地层有第四系全新统(Q4)松散堆积层、三叠系下统(T)、二叠系(P),志留系(S)地层,其中二叠系上统(P2)吴家坪组(P2w)和二叠系下统(P1)为煤系地层。现由新至老将各层分述如下:1.3.1崩坡积层(Q4c+dl)块石土:色杂,以灰、黄灰色为主,松散~稍密,稍湿,主要粒径组成:>200mm约占50~65%,200~20mm约占15~25%,余为角砾及粉、粘粒充填,石质成份为泥灰岩、灰岩、盐溶角砾岩、砂岩及泥(页)岩,呈棱角状,部分呈强风化状,结构极不均,局部碎石、角砾及粉粘粒富集,透水性较好,一般厚2~6m,主要分布于悬崖脚、陡坡及局部沟谷地带。碎石土:灰、黄红色,松散~稍密,干燥~稍湿,主要粒径组成为:>200mm约占10~20%,200~20mm约占50~60%,20~2mm约占10~15%,余为粉粘粒充填,石质成分为强风化的灰岩及盐溶角砾岩等,呈棱角状及次棱角状,厚度变化较大,据初勘钻孔AK79740L10及ZK80+100L5揭露厚约8~12.10m。该层主要分布于隧道出口缓斜坡地带,部分表层被垦为旱地。1.3.2坡残积层(Q4dl+el)粉质粘土,以褐黄色为主,可塑~硬塑状,湿土可搓成2~3mm的土条,干强度中等,韧性中等;土质不均匀,局部约含25~30%的角砾及碎石,成份多为粉砂质泥(页)岩、灰岩等。主要分布于隧址区平缓斜坡地带表层,厚度一般约0~2m。1.3.3冲洪积层(Q4al+pl)漂石土:杂色,松散~稍密,潮湿~饱和;一般粒径组成:>200mm约占50~60%,200~20mm约占20~30%,20~2mm约占10~15%,余为砂粒及少量粉粘粒充填。石质成分主要为中风化的灰岩、花岗岩、闪长岩等,呈圆~次圆状,级配一般。该层厚约5~12m,主要沿南江河河床分布。1.3.4三叠系下统(T)嘉陵江组(T1j):岩性为灰色中-厚层状灰岩及岩溶角砾岩为主,夹少量泥灰岩等。岩溶角砾岩为钙质胶结或泥质胶结,属易软化岩,且该层深部多夹有石膏层;受构造影响,该地层多被挤压破碎。区内地表该地层中可见大量溶蚀孔洞、竖直溶隙及少量小型溶洞等,部分由泥质及原岩碎石等充填。该层厚约532~587m,整合于铜街子组(T1t)之上,分布于洞身K79+616(ZK79+629)~隧道出口一带。铜街子组(T1t):岩性红灰、紫红、灰色薄~中厚层状钙质泥岩、泥灰岩与灰岩不等厚互层,并夹少量薄层泥岩、钙质胶结的砾岩,层间结合一般。据AK79100L15及地面调查,区内该段岩溶不发育;受构造影响,该组岩石多处被挤压破碎,并拌随有隐伏的小型断裂破碎带(破碎带宽约2~5m)。该层厚约200m,整合于飞仙关组(T1f)之上,主要分布于洞身K79+361~K79+616(ZK79+353~ZK79+629)段。飞仙关组(T1f):根据岩性组合分为四段:第一段(T1f1)为灰、紫灰色薄~中厚层状灰岩夹少量钙质泥岩及泥岩、泥灰岩,厚约142m;第二段(T1f2)为紫红、红灰色钙质泥岩夹泥灰岩及少量薄层灰岩,厚约364m;第三段(T1f3)为中~厚层状灰岩夹鲕状灰岩,厚约60m;第四段(T1f4)为紫红、红灰色钙质泥岩与泥灰岩不等厚互层,局部夹少量薄层灰岩,厚约152m。区内该组岩石岩溶不发育,仅在T1f1、T1f3灰岩地层中发育有少量竖直溶隙。该组平行不整合于二叠系之上,区内总厚约600~660米,分布于洞身K78+705~K79+361(ZK78+700~ZK79+353)段。1.3.5二叠系上统(P2)吴家坪组及大隆组(P2d+w):吴家坪组为区域含煤地层,以含燧石灰岩为主,夹灰岩;底部(P2w1)为薄层状泥岩、泥灰岩夹炭质泥岩、薄煤层或煤线,厚约2~5m,其中煤层厚约0.20m,区内地表未出露。大隆组为灰岩、硅质岩、含燧石灰岩,厚度及岩相变化较大。区内该组岩溶发育程度弱,地表主要发育有溶隙、溶沟及石芽等,据钻孔AK77600L15揭露,该层小型溶洞及溶孔等发育,使得岩体完整性差。该地层平行不整合于茅口组(P1m)之上,总厚约200~240米,分布于洞身K78+231~K78+705(ZK78+284~ZK78+700)段。1.3.6二叠系下统(P1)茅口组及栖霞组(P1m+q):茅口组为厚层状灰岩,下部夹少量砂质泥岩;其下栖霞组为厚层状灰岩夹有沥青质条带,并夹薄层泥岩,岩层层间结合较好。该组地表溶蚀现象明显,主要表现为溶蚀孔洞、溶隙、溶沟及石芽等。该组整合于梁山组(P1l)之上。区内该层厚度约229米,分布于洞身K77+780~K78+231(ZK77+808~ZK78+284)段。梁山组(P1l):为区域含煤地层,岩性为黄灰、黄褐薄层状泥岩、泥质粉砂岩,夹炭质泥岩、薄煤层或煤线,煤层厚度约0.20m;岩层层间结合差,遇水易产生层间剥离现象。该组平行不整合于志留系之上,厚度不均匀,约0~30米,隧址区地表未出露。1.3.7志留系中下统(S1+2)新滩组及罗惹坪群(S1x+S2l):岩性主要为黄灰、黄褐、绿灰色薄状砂质页岩、页岩夹粉砂岩、粉砂质泥岩,岩石层间结合差~较差,失水易开裂、易产生层间剥离现象,遇水易软化。该层厚约793~998米,分布于隧道进口~K77+780(ZK77+808)段。1.4地质构造隧址区位于扬子准地台北缘,构造线方向近东西向,隧道依次穿越向斜-背斜-向斜-背斜(即S6~S9),均为斜歪褶皱,并发育断层1条,且局部可能发育隐伏的小型断层(破碎带宽度约2~5m),区内地质构造复杂。1.4.1褶皱S6向斜:该向斜轴部与拟建隧道交于K76+986(ZK76+979),隧道穿越段发育于S2l地层中,岩性为砂质页岩、页岩夹粉砂岩或粉砂质泥岩等,为储水构造。区内段向斜枢纽呈弧形,总体近E-W走向,延伸长度约2.5Km,轴面倾向N;其北翼岩层产状201~239°∠16~21°,南翼岩层产状310~320°∠16~37°;轴部岩层较宽缓,据初勘钻孔AK76455L15揭露,钻孔RQD值一般达79~91%,岩体较完整。故,S6向斜轴部岩体较完整,仅局部可能存在有小型挤压破碎带。S7背斜:该背斜轴部与拟建隧道交于K77+452(ZK77+447),隧道穿越段发育于S2l地层中。区内段背斜枢纽顺直,呈NNE-SSW走向,延伸长度约3Km,轴面倾向N。其NE翼岩性主要为砂质页岩夹粉砂岩等,岩层产状310~320°∠16~37°;SW翼岩性为灰岩、含燧石灰岩,夹少量薄层泥岩及页岩等,岩层一般产状168~190°∠34~46°;靠S8向斜部位岩层近直立,且局部可能有隐伏的小型挤压破碎带(宽度约1~3m);该背斜轴部宽缓,岩体较破碎。S8向斜:该向斜轴部与拟建隧道交于K79+297(ZK79+295),发育于铜街子组地层中,岩性主要为钙质泥岩与灰岩不等厚互层,局部夹薄层灰岩及灰质砾岩等,为储水构造。区内段该向斜枢纽顺直,呈近E-W走向,延伸长度约3.5Km,轴面倾向S;两翼岩层产状变化较大(即K79+060或ZK79+050以南),轴部附近一带挤压挠曲发育,其N翼岩层产状一般为170~185°∠53~77°;S翼岩层产状一般为348~14°∠60~88°;两翼近轴部岩层多直立,局部有岩层倒转现象,且可能发育有隐伏的小型挤压破碎带(宽度约1~3m)。S9背斜:该背斜轴部与拟建隧道交于K80+060(ZK80+059),发育于嘉陵江组地层中,岩性主要为盐溶角砾岩及灰岩。该向斜枢纽顺直,呈E-W走向,延伸长度约4Km,轴面倾向N;两翼岩层产状较稳定,其N翼岩层产状一般为325~350°∠16~36°,S翼岩层产状一般为149~170°∠40°。断层F10断层:为正断层,与拟建隧道交于K79+854(ZK79+846),位于S8向斜与S9背斜之间;处于T1j地层中,岩性为盐溶角砾岩及灰岩夹少量泥灰岩。该断层近E-W走向,倾向S,倾角约75°,断层带地表可见宽度约2~4m,延伸长度约4Km,断距不详。该断层下盘岩体破碎,主要表现为强烈的挤压揉皱现象,影响宽度约62.58m,与S8向斜S翼形成了较强烈的挤压变形带,且局部岩体呈倒转现象;上盘岩体影响较小,岩层产状一般为325~350°∠16~36°;断层带岩体极破碎,透水性强,局部具泥化现象。由于区内构造发育,岩性变化大,在K79+060(ZK79+050)至出口段岩层产状变化极大,结合初勘钻孔AK79100L10揭露情况,在K79+060(ZK79+050)至出口段局部可能发育有隐伏的小型断裂破碎带。1.4.3节理裂隙隧道区内岩体裂隙发育,现分段叙述如下:①进口段(K75+906~K76+100、ZK75+914~ZK76+084)主要发育有3组节理裂隙,分布于志留系下统新滩组(砂质)页岩中:J1组节理产状114°∠71°,为张性节理,裂面较平直,光滑,具水锈,呈闭合,裂隙密度3~5条/米,延伸长度2~4m。J2组节理产状N67~72°W/90°,为张性节理,裂面平直,较粗糙,具水锈,呈闭合状,裂隙密度6~9条/米,延伸长度3~5m。J3组节理产状N18°W/90°,为张性节理,裂面较平直,较粗糙,具水锈,呈闭合状,裂隙密度3~5条/米,延伸长度1~3m。另外,该带岩性主要为页岩,其顺层裂隙发育,裂面平直,较光滑,具水锈,呈闭合状,为主控裂隙之一。=2\*GB3②洞身段(K76+100~K80+040、ZK76+084~ZK80+031)S1x+S2l地层段:主要发育二组节理,J1组产状73~95°∠76°,部分反倾,裂面不平,较粗糙,具水锈,延伸长度1~3m,线密度2~4条/m;J2组产状358°∠81°,裂面较平直,较光滑,延伸长度一般1~4m,局部可达8m,线密度4~6条/m。P1+2+T1f地层段:主要发育三组节理,J1组产状变化较大,一般为30~37°∠49~75°,裂面不平,粗糙,具水锈,延伸长度5~8m,部分由泥质充填,线密度4~7条/m;J2组产状285°∠57°,裂面较平直,粗糙,延伸长度3~6m,线密度5~8条/m;J3组产状235°∠69°,裂面较平直,较光滑,多由泥质充填,延伸长度6~10m,线密度1~3条/m。T1t+T1j地层段:主要发育有三组裂隙,J1组产状30°∠49°,裂面不平直,粗糙,具溶蚀现象,多由泥质充填,延伸长度2~4m,线密度1~3条/m;J2组产状72~116°∠65~73°,裂面较平直,较光滑,多由泥质充填,延伸长度4~8m,线密度5~7条/m;J3组产状180°∠77~82°,裂面不平直,较粗糙,具溶蚀现象,部分由泥质充填,延伸长度2~4m,线密度3~5条/m。=3\*GB3③出口段(K80+040~+115、ZK80+031~+104)主要发育三组裂隙,分布于Tj灰岩及盐溶角砾岩中。J1组产状240~274°∠74~80°,部分反倾,裂面较平直,较光滑,部分由泥质充填,延伸长度3~6m,线密度1~3条/m;J2组产状340~360°∠60~85°,部分反倾,裂面较平直,较光滑,延伸长度4~7m,线密度3~5条/m;J3组产状185~195°∠70~74°,裂面不平直,较光滑,具溶蚀现象,部分由泥质充填,延伸长度5~10m,线密度2~4条/m。1.5水文地质条件隧址区处于光雾山以南,属南江河水系,进出口均处于南江河谷。隧道在K77+780~至出口段穿越可溶岩地层,其中栖霞组(P1q)、茅口组(P1m)、吴家坪组(P2w)嘉陵江组(T1j)岩溶较发育~发育,其余可溶岩段岩溶发育程度弱,由于可溶岩段岩层倾角陡,且受到泥灰岩、钙质泥(页)岩等弱透水岩的夹持阻隔,因此岩溶发育有限,区内水文地质条件一般。1.5.1隧道涌水预测及评价经计算,隧道正常涌水量为QS=3510m3/d,最大涌水量为Q0=14773m3/d。隧址区构造较复杂,揉皱发育,地表发育一条正断层(即F断层),且局部发育挤压碎带及隐伏小断层,其构造迹线均与隧道轴线呈大角度相交;可溶岩分布广,出要分布于K77+780(ZK77+808)~至出口段。经地面调查及钻探揭露,构造破碎带岩体破碎,透水性强;由于岩石可溶性差异大,从而引起岩溶发育不均一。虽然该隧道位于垂直循环带中的季节变动带,枯季地下水不发育,发生涌、突水灾害的可能性较小,但由于岩溶发育具不均一性,局部可能存在独立的岩溶储水空间;岩性接触部位透水性能相差悬殊,地下水在运移至该带时易形成集中水流现象,隧道揭穿后仍可能存在突水、突泥灾害。另外,该带地下水量受季节控制明显,具涨消迅速的特点,在雨季施工时,地表水会很快沿竖直岩溶管道(裂隙、溶隙、溶缝等)及构造破碎带在短时间内向隧道中入渗,从而对隧道造成集中涌、突水现象。1.6主要工程地质问题隧址区内主要的不良地质为岩溶、煤层瓦斯及顺层偏压现象;特殊岩土为石膏。1.6.1岩溶隧址区内地表发育的岩溶形态主要有溶沟、溶槽、石芽及溶隙,在南江河沿岸可见大量水平溶洞。由于区内可溶岩区构造发育,受纵张构造节理发育的影响,岩体破碎,但由于夹有透水性能与溶解性能均相对较弱的钙质泥岩及泥灰岩等,从而起到了一定的隔水作用,不利于地下水的补给、径流,从而使区内地下水无统一的地下水位,并降低了地下水对可溶盐的溶蚀、溶解,并促使区内岩溶呈纵向发育,且各岩性接触部位岩溶发育相对集中。结合本次地面调查、钻探揭露及地面物探成果,该区T1f、T1t地层段地表岩溶发育微弱,P1q+m、P2w+d、T1j地层段岩溶发育中等~强烈。1.6.2偏压隧道位于S6向斜与S7背斜之间段落,岩性为(砂质)页岩、页岩夹粉砂岩,岩层层间结合差,且该段岩层走向与线路走向呈小角度相交,交角一般为11~31°,岩层倾角16~37°,隧道通过该段时,左侧围岩可能会产生不均匀应力,从而引起顺层偏压现象。1.6.3煤与瓦斯设计及地勘资料反映,高家湾隧道在ZK77+758~ZK78+355;K77+729~K+286区间共有375m穿越P2w1及P1l地层中黑灰炭页岩及透镜状煤层或煤线,根据以往资料,炭质页岩及煤层中多具有害气体,虽厚度小,且厚度变化大,但由于该段埋深较大(约472~711m),煤层瓦斯可能得不到有效的释放,同时因隧道地质构造复杂、破碎带分布较多,竖向及水平贯穿性岩溶发育,瓦斯出露的方向不确定等不利因素,容易造成隧道开挖后发生瓦斯涌出或者局部存在瓦斯积聚的可能,故在隧道施工时必须保持良好通风,并严格按《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)要求采取必要的安全技术及管理措施,重点防止因瓦斯积聚而引起的突出、燃烧及爆炸。由于未对瓦斯成分分析、瓦斯压力、煤层厚度变化、煤层结构类型、瓦斯地质构造复杂程度、煤层瓦斯放散初速度、煤层坚固性系数做详细勘察分析,应用地质指标分析法,针对影响突出的主控因素,按《防治煤与瓦斯突出细则》,目前暂时不能对该隧道煤与瓦斯突出危险程度进行评价。1.7围岩级别划分围岩级别对瓦斯的涌出、瓦斯的赋存情况的判定有密切关系,按照《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)规定的围岩分级方法,同时参考《公路工程地质勘察规范》,综合考虑隧道工程地质条件,主要是岩性特征及组合、岩层产状、裂隙发育及风化情况、岩体结构、钻孔岩芯采取率、Vp、Kv、RQD、BQ和[BQ]指标、岩体物理力学指标及水文地质情况等,将隧道围岩级别划分为V、IV、III级,具体段落详见隧道纵断面设计图。表2围岩基本质量指标BQ、[BQ]值取值计算表岩性饱和极限抗压强度(MPa)完整性系数KvBQ修正系数修正后[BQ]K1K2K3中风化砂质页岩17.4650.20(进口)1920.50.301120.718(洞身)3220.20.20282中风化灰岩29.560.75(P1q+m)3660.1003560.576(T1t+f+j)3230.400283中风化燧石灰岩(P2w+d)630.30~0.40354~3790.20.20314~339中风化钙质泥岩T1f11.3990.5992740.200254T1t12.6250.5812730.200253中风化盐溶角砾岩12.8480.35(洞身)2160.40.201562《高家湾隧道瓦斯防治方案》编制依据(1)《煤矿安全规程》(2)《铁路瓦斯隧道技术规范》(3)《防治煤与瓦斯突出细则》(4)《煤矿安全技术操作规程》(5)勘察资料及设计文件(6)施工组织设计3.瓦斯防治总体性技术方案对隧道施工期间瓦斯防治采取机械通风、瓦斯检测监控、控制洞内瓦斯浓度、防止瓦斯积聚、控制洞内火源等措施,装备、技术与管理并重,确保隧道施工安全。3.1瓦斯管理工区的划分及原则根据目前提供的设计图纸、地勘资料及我院相类似工程项目的经验,我部初步将高家湾隧道的瓦斯管理工区划分如下:1、非瓦斯工区段:高家湾进口浅埋段:K75+906~K76+100、ZK75+914~Zk76+084;出口:K80+000~K80+115、ZK80+000~ZK80+104;依据:(1)、洞口浅埋段地质结构单一,主要为堆积性土质和砂岩地层(2)、洞口浅埋段埋深浅(10~80m),节理裂隙发育,岩体透气性好,瓦斯在地质年代得到了有效释放,不易存在瓦斯涌出。2、瓦斯工区:K76+100~K80+000;ZK76+084~Zk80+000依据:(1)、虽然图纸在K77+729~K77+286;ZK77+758~ZK78+355段穿越煤层,但因高家湾隧道地质构造复杂、破碎带分布较多,竖向及水平贯穿性岩溶发育,瓦斯容易贯穿于整个地层,造成隧道开挖后在贯穿的裂隙或者溶洞中涌出。(2)、参照类似瓦斯隧道的经验,如:达陕高速金竹山、狮子寨隧道;六沾复线铁路乌蒙山隧道、成渝客专线龙泉山隧道;兰渝铁路新歌乐山隧道,瓦斯设防及管理应贯穿于整个隧道,国内很多瓦斯爆炸事故并非完全是发生在瓦斯涌出点或者掌子面。后段的管理更加应该得到重视,加大设防力度和检测频率。3.2施工期间通风3.2.1通风方案根据施工方案,借鉴其他类似隧道成功通风实例,拟采用以下通风方案:(1)进口端1#车行横洞未贯通前,采用左、右洞分别压入式通风。风机安设距离洞口不少于20m。如图1所示。(2)进口端1#车行横洞贯通并完成支护后(此时隧道开挖深度约800m),采用巷道式通风。封闭1#行人横洞,在1#车行横洞内安设射流风机,为尽量减少风筒从横洞穿过时形成急弯,从右洞往左洞送风形成巷道式通风系统,即右洞进风、左洞回风。在右洞左帮1#车行横洞后方20m处安设压入式风机,风筒经1#车行横洞至左洞右帮送风至左洞掌子面;在右洞右帮1#车行横洞后方20m处安设压入式风机,风筒送风至右洞掌子面。如图2所示。(3)进口端2#车行横洞贯通并完成支护后,封闭1#车行横洞、2#人行横洞,在2#车行横洞内安设射流风机,两台压入式风机前移至2#车行横洞后方20m处分别向左、右洞掌子面供风。依此类推。(4)出口端通风方式与进口端相似。只需根据车行横洞与正洞的夹角关系确定射流风机的风流方向和两台洞内压入式风机的安装位置,避免风筒穿过车行横洞时出现急弯。(5)局部瓦斯易聚集地方的通风措施1、掌子面:是瓦斯最易涌出和聚集的地方,也是危险性最高的地方,也是作业频繁及人员最多的地方,除正常通风外,应在开挖打眼、出渣找顶、测量放样、安设拱架、喷浆作业时均设置3台防爆型的6KW风扇;2、防水板位置:因瓦斯比空气轻,防水板在挂设后与初期支护的喷浆面有一定缝隙,容易造成瓦斯聚集,在绑扎钢筋焊接时,易发生危险,需要在此部分增加2台3Kw风扇。3、衬砌台车位置:衬砌台车阻塞断面大,前面且有已完成的混凝土阻挡,回风中易在台车与二衬之间50cm范围全断面形成瓦斯积聚,故在此部分增加2台6kw风扇。3.2.2通风量及通风阻力计算通风是排烟除尘和稀释瓦斯的主要手段,瓦斯隧道施工期间必须不间断通风。(1)瓦斯隧道通风标准为:隧道内任一点风速不小于0.25m/s、不超过6m/s。氧气浓度:不小于20%。瓦斯浓度:小于0.5%。无局部瓦斯积聚现象。CO浓度:小于24PPm。H2S浓度:小于6.6PPm。CO2浓度:小于1.5%。氮氧化物(换算成NO2)浓度:小于2.5PPm。粉尘最大允许浓度:每方空气中含有10%以上游离二氧化物的粉尘为2mg。洞内气温小于28度。(2)按洞内最小允许风速计算压入式风机风量:Q小=60×S×V小=60×94×0.3=1692m3/min。式中:Q小按风速要求计算所需风量,m3/minS最大开挖断面积,m2V小最小允许风速,参考《煤矿安全规程》,取0.3m/s(3)按洞内最多同时作业人数计算压入式风机风量:Q人=4KN=4×1.25×80=4OOm3/min。式中:K备用系数,取1.25N洞内最多同时作业人数,按80人计算(4)按瓦斯涌出量计算压入式风机风量:Q瓦=QCH4*K/(Bg-Bg0)=267m3/min。式中:QCH4-瓦斯涌出量,m3/min,按低瓦斯工区瓦斯涌出量上限0.5m3/min。Bg-工作面允许瓦斯浓度,取0.3%。Bg0-送入风中瓦斯浓度,取0。K-瓦斯涌出不均匀系数,取1.6。(5)按稀释和排炮烟所需风量计算压入式风机风量:Q炮=(7.8×3√(A×(S×L)2))/t={7.8×(100×(94×800)2)1/3}/30=2150m3/min。式中:A:同时爆炸药量,取100kg;S:隧道最大开挖断面积;L:最远通风距离,按800m考虑;t:通风最困难时,放炮后通风时间,取30分钟。(6)漏风计算Q供=PQ=1.16×2150=2492m3/min式中:Q供———计算需供风量,m3/minP————漏风系数,取1.16;Q————计算最大风量,取2500m3/min。(7)压入式风机配用风筒直径计算考虑减少通风阻力以及风筒的内压承受能力,取风筒内风速1200m/min,则风筒的直径应为:D=2*{Q风/(3.14*V)}1/2=2×{2500/(3.14×1200)}1/2=1.63m式中:D——设计风筒直径,m;Q风——设计通风量,2500m3/min;V——设计风筒内风速,m/min。因此,风筒直径取1.6m。(8)压入式风机最大通风阻力计算h总阻=∑h摩+∑h局+∑h正=1074+107+1.2=1182.2Pa式中:h总阻————最大通风阻力,Pa;∑h摩————摩擦阻力,Pa;∑h局————局部阻力,Pa;∑h正————车辆、台车及洞内其他设备形成的阻力,Pa∑h摩=(α×L×U×Q2)/S3=(0.002×800×5.02×32.72)/2.013(风筒阻力)+(0.015×800×40×32.72)/943(隧道阻力)=1074Pa式中:α———摩擦阻力系数,N•S2/m4L———风管(或隧道)长度,mU———风管(或隧道)周长,mQ———设计供风量,m3/sS———风管(或隧道)断面,m2因风筒无弯曲、变径、分支等情况,根据经验,局部阻力∑h局按摩擦阻力的10%进行估算,即:∑h局=0.1∑h摩=107Pa∑h正按2辆汽车、1辆挖掘机、二衬台车进行计算:∑h正=0.612×ф×Sm×Q2/(S-Sm)2=2×0.612×1.5×3×32.72/(94-3)2(2辆汽车)+0.612×0.5×3×32.72/(94-3)2(1辆挖掘机)+0.612×0.5×10×32.72/(94-10)2(二衬台车)=0.7+0.1+0.4=1.2Pa式中:ф———正面阻力系数,行走中设备取1.5,停止中设备取0.5Sm———阻塞物最大迎风面积,m2Q———计算供风量,m3/sS———隧道断面积,m2(9)根据以上计算,考虑风量备用系数1.1、风压备用系数1.2,则所需压入式风机的风量及全风压为:Q机=1.1Q供=1.1×2500=2750m3/min式中:Q机——选用风机的需风量。H机=1.2h总阻=1.2×1182.2=1418.6Pa式中:H机————选用风机的风压,PaSDF(C)-№12.5型对旋式隧道通风机电机功率为2×110kw,每台电机有16KW、34KW、110KW三种功率档位供选用,风量为1475~2912m3/min,风压1375~5355Pa,因此本隧道单口单洞采用1台SDF(C)-№12.5型对旋式隧道通风机、Φ1600mm阻燃抗静电风筒压入式供风可以满足隧道施工期间通风要求,另每个洞口需要备用1台。(10)射流风机的选取安装在车行横洞内射流风机必须用矿用防爆型。射流风机的额定风量必须达到4500m3/min以上,以保证两台洞内压入式风机不出现循环风。射流风机采用的是巷道式通风,通风阻力极小,在此不做计算。射流风机的选型由项目部在满足上述条件的基础上自行确定。(11)通风的相关要求风筒口距离掌子面不超过15m,风筒要求吊挂平直,发现破损及时粘补或更换。风机应采用双电源,实现“三专两闭锁”,即专用变压器、开关、电缆,风电闭锁和瓦斯电闭锁。在一趟供电停电时,另一趟电源能在15min内动作。因故停风后重新启动风机前,由瓦检员检查隧道内瓦斯,并根据排放瓦斯有关规定采取措施进行排放。射流风机的吸入及射出端必须做好人员防护栅栏,防治人员接近。测风工至少每旬对隧道通风量进行一次测定,调整通风系统以及其他特殊情况时应加强风量测定工作,及时发现、处理、汇报隧道通风中存在的隐患,并填写测风报表。测风仪表:CFD-5低速风表和CFD-25中、高速风表。人员配备:进出口各配备1名测风工(可由瓦检员兼任)。3.2.3瓦斯检测体系瓦斯检测体系由瓦斯监控体系、专职瓦检员检测、管理人员及其他特殊工种人员检查瓦斯三部分组成。三部分各具特点,互相补充,缺一不可。瓦斯监控体系具有连续检测、超限报警、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,但设备投入大、维护费用高、检测地点相对固定。专供瓦检员使用的便携式光干涉式甲烷测定器具有轻便、精度高、检测地点灵活、成本低等特点,但无法进行连续检测,也没有存贮、报警功能,必须经过专门培训的人员才能使用,常用来校正瓦斯监控系统的传感器。便携式沼气检测报警仪具有轻便、使用简便、能连续检测、检测地点灵活、超限报警功能、成本低等特点,没有存贮功能,供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使用。管理工区划分:根据隧道各工区的位置关系,为便于隧道施工期间瓦斯检测工作的开展和管理,将整个隧道划分为进、出口两个工区,每个工区安排3名重庆煤科院技术人员负责瓦斯防治技术管理工作,确保瓦斯安全万无一失。3.2.4瓦斯监控、视频监控系统隧道进出口各安装1套KJ90NA型瓦斯监控系统和1套视频监控系统,每套系统配置分别见表3。表3每套瓦斯监控系统配置表设备名称规格型号单位数量备注工控计算机研祥工控机710LP43.0G/1G/160GSATA/DVD/声卡/音箱/100M网卡/17"液晶台1打印机A4纸、喷墨台1系统软件KJ90套1电源避雷器KHD90台1信号避雷器KHX90台1UPS电源STK1KV/2H台1数据接口KJJ46台1监控分站KJ90-F16台1低浓度沼气传感器KG9701A台10其中备用3台设备开停传感器GT-L(A)台5其中备用2台CO传感器GTH500(B)台1其中备用1台馈电断电器KDG3K台1两通接线盒JHH-2个100三通接线盒JHH-3个20通讯电缆MHYVR1*4*7/0.43Km5甲烷标气2%/4升瓶1视频监控系统单位数量1视频服务器台12监控软件套13地面固定彩色自动摄像仪台44井下防爆摄像头台45视频光端机(单路)对46视频光端机(多路)台17接线盒台68矿用阻燃单模光缆KM59地面光缆KM110防水箱台411VGA分配器台112工业电视安装辅材批1每个工区瓦斯监控系统布置见图3选用传感器类型及数量的原则:可能涌出的有毒有害气体,隧道施工期间可能涌出的有毒有害气体为甲烷、CO等,风机必须开停传感器检测其工作状态,巷道式通风系统在总回风巷一般设有风速传感器检测风速。瓦斯监控系统必须装备“风电闭锁、瓦电闭锁”功能,即当向隧道内供风的风机停止运转时,安装在风机供电电缆上的GT-L(A)设备开停传感器将信号传输到分站,分站通过KDG3K馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电;布设在隧道内掌子面、二衬台车及回风的低浓度沼气传感器连续监测隧道内瓦斯浓度,当瓦斯浓度达到设定的报警点时,传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警,当瓦斯浓度达到设定的断电点时,传感器、地面中心站同时自动发出声、光报警,同时通过KDG3K馈电断电器自动控制洞外的磁力开关实现洞内断电。由于传感器属易损件,在隧道施工需配数量的基础上考虑一定的备用量形式瓦斯监控系统配置清单。确定传感器安设地点的原则:掌子面新暴露的围岩面是瓦斯涌出的主要地点,必须布置传感器,为检测并有利于计算分析隧道瓦斯涌出量,在隧道回风巷中也要布置相应的传感器,在巷道式通风系统的总回风巷内布设传感器以掌握总的瓦斯涌出情况,二衬台车前方铺设防水板容易形成通风死角,造成局部瓦斯积聚,因此在二衬台车前方安设相应的传感器。传感器吊挂要求:沼气比空气轻,容易积存在隧道的顶部,所以要求沼气传感器吊挂在隧道的顶部,距离拱顶距离20~30cm;CO与空气密度接近,一般也吊挂在隧道的顶部;风机开停传感器安设在风机供电电缆上。掌子面传感器距离掌子面不得超过5m,二衬台车传感器距离二衬台车前沿0~5m,回风地点传感器距离回风口10~20m的区域。传感器可以挂在提前埋设的挂勾上,也可台车上安设支座用于吊挂传感器。传感器的移动及保护:掌子面及二衬台车前方传感器必须随掌子面及二衬台车的移动而跟随移动以保证合适的吊挂位置,掌子面放炮时必须将掌子面传感器后移一定的距离并加以保护,放炮后及时将掌子面传感器复位。掌子面传感器的移动及复位工作一般由跟班电工负责,在移动掌子面照明灯具时同时完成。通讯电缆采用挂勾固定,且铺设平直,距离其他电缆间距离不小于20cm。及时更换表皮破损的通讯电缆。通讯电缆连接处采用专用接线盒进行连接。瓦斯监控系统的报警、断电、复电门限以沼气浓度进行设置,依据相关规程,并参考其他瓦斯隧道的设置,龙泉山隧道瓦斯监控系统的报警、断电、复电门限设置为:报警点:0.5%断电点:0.8%复电点:0.3%人员配备:进、出口工区各配3名瓦斯监测工(兼值班员),采取三班作业制,实行24小时值班、维护制度,系统运行过程中出现故障时当班处理,瓦斯监测工处理不了的故障及时通知厂家专业售后技术人员前来现场处理。每周由监测工对瓦斯监控系统进行检查、调校。每周在电工、通风工的配合下进行一次“风电闭锁、瓦电闭锁”功能试验、检查,发现问题,及时处理。每班由监测工填写瓦斯监控系统运行记录。监测工每天负责打印前一天的瓦斯监测日报并报送项目部有关领导签阅。3.2.5专职瓦检员检测每个工区由3名专职瓦检员检查瓦斯,瓦斯检查必须符合有关规章制度规定,并做到持证上岗。专职瓦检员检查瓦斯的特点是专业、全面、准确。仪器配备:共配备12台10%、2台100%CJG10型光干涉式甲烷测定器供专职瓦检员使用,其中每个区配备6台10%、1台100%CJG10型光干涉式甲烷测定器。瓦检员同时使用便携式沼气检测报警仪进行瓦斯检测。检查地点:掌子面、回风、瓦斯异常涌出点、超前钻探时钻孔内、炮眼内、洞内用火地点20m范围内以及其他需要检测瓦斯的地点。检查内容:甲烷浓度、二氧化碳浓度。检查频率:掌子面、回风的巡回瓦斯检查为1次/1小时;瓦斯异常涌出点的瓦斯检查由现场负责人根据情况确定加大检测频率,10~30分钟,确保检测不间断;超前钻探时每节钻杆检查一次钻孔内瓦斯;放炮时必须执行“一炮三检”,洞内用火时每10min检查一次。瓦检员检查瓦斯方法:对瓦斯涌出变化较大区域(主要是掌子面),先采用便携式沼气检测报警仪对隧道底板、边墙、拱顶进行一次全面、连续检查,检查时报警仪尽可能紧贴岩壁,经检查有瓦斯地点,再用光干涉式甲烷测定器进行检查,之后采用光干涉式甲烷测定器对掌子面拱顶、拱肩、拱脚部位进行定点瓦斯检查,检查结果中的最大值作为掌子面瓦斯检查结果;二衬台附近瓦斯检查可参考掌子面检查方法对拱部进行定点检查;回风地点采用光干涉式甲烷测定器三点法对拱顶、拱肩部位进行检查,取最大值作为回风瓦斯检查结果;采用光干涉式甲烷测定器利用辅助管或延长管检查超挖或塌腔空间内的瓦斯浓度;采用光干涉式甲烷测定器利用辅助管检查超前钻孔、炮眼内的瓦斯浓度;洞内进行用火作业前、作业中采用光干涉式甲烷测定器和便携式沼气检测报警仪同时检查用火地点20m范围内瓦斯情况。瓦检员检查瓦斯后实行“三填写”制度,即填写瓦斯检查牌板、瓦斯检查记录本、瓦斯检查登记薄。瓦检员实行现场交接班制度,杜绝空班漏检及假检。瓦检员检查瓦斯时发现瓦斯超限、瓦斯异常涌出等情况时,必须先处理、后汇报。瓦斯检查登记薄每天报送项目部有关负责人签阅。3.2.6管理人员及其他特殊工种人员检查瓦斯管理人员及其他特殊工种人员如放炮员、班(组)长、电工、洞内用火作业人员等进入洞内时必须携带便携式沼气检测报警仪检查隧道内瓦斯。管理人员及其他特殊工种人员检查瓦斯是瓦斯监控系统和专职瓦斯检查的有效加强和补充。每个工区配备30台AZJ-2000型便携式沼气检测报警仪。瓦斯监测工每周对便携式沼气检测报警仪进行一次调校,并负责日常的充电、管理工作。瓦斯检测仪器配备见表4。表4瓦斯检测仪器配备仪器名称型号单位数量备注便携式光干涉式甲烷测定器100%CJG10台2每个工区配1台便携式光干涉式甲烷测定器10%CJG10台12每个工区配6台延长管(光干涉式甲烷测定器用)胶管m80每个工区配40m钠石灰(光干涉式甲烷测定器用)瓶装瓶4每个工区配1瓶硅胶(光干涉式甲烷测定器用)瓶装瓶4每个工区配1瓶便携式沼气检测报警仪AZJ-2000台60每个工区配30台3.3超前瓦斯、地质预报在掌握勘查资料的基础上,通过各种手段提前更准确地探明掌子面前方地质构造、围岩的裂隙发育、煤层位置及瓦斯等情况,不仅对隧道开挖、支护参数的确定提供有效的基础资料,而且对预测隧道向前开挖过程中的瓦斯涌出预测有很大的帮助,以便制订针对性更强的区域瓦斯防治措施。3.3.1物探采用TSP和雷达对掌子面前方进行探测,及时分析探测结果,可以提前发现掌子面前方存在的地质构造和地层破碎带。3.3.2超前钻探超前钻探的目的:探明掌子面前方的围岩性质、地质构造、裂隙发育、煤层及瓦斯情况。主要工作内容:分析研究勘察、设计资料;对现场地质情况进行详细调查;设计超前钻孔参数;组织人员、设备,保证超前探测工作顺利实施;超前钻探过程的写实与瓦斯检查;对超前钻探结果进行整理、分析,编写超前钻探报告,制定下一段隧道施工方案及安全技术措施。超前钻探的一般方法:采用ZY-750D型矿用全液压钻机(或其他类型矿用防爆钻机),每循环施工3个超前钻孔(其中两孔位于上台开挖面底部,另一孔位于上台开挖面中央部位,见图5),孔深60~100m,每循环搭接长度不少于5m,钻孔孔径75mm。超前钻孔仰角5~10°以便排碴,钻孔过程中由瓦检员按规定进行钻孔内瓦斯检查,地质工程师进行钻探过程中的写实,并做好记录。实施超前钻孔时的有关规定:必须采用湿式打钻;瓦检员对每节钻杆深度进行一次钻孔内瓦斯浓度检测;打钻过程中,掌子面瓦斯浓度不得超过0.5%,否则必须停止打钻,分析原因,采用相应措施进行处理;打钻过程中出现瓦斯喷出时,停止钻进,固定好钻机,并向有关领导汇报,采取相应措施处理。除采用钻机进行超前探测外,还应在每循环施工炮眼时增加3个钎探孔,孔深不少于5m,探测前方瓦斯情况。钎探孔与超前钻孔位置相同(见图5),打眼过程中发现有瓦斯涌出,必须立即停止打眼,通知瓦检员进行孔内瓦斯检查。3.4电气、机械设备的选型与管理采用压入式通风时,隧道内的所有电器开关、电线、电缆、喷浆机、照明设备、通风设备、局部风扇、洞内配电柜、变压器等电气设备均必须采用矿用防爆型;采用巷道式通风时,进风段新鲜风流中隧道内的电气设备可采用矿用一般型,其他地点均必须采用矿用防爆型;进入隧道内作业的行走式机械设备(挖掘机、装载机、各类运输车辆)必须安装车载瓦斯监控系统,行走式机械设备采用车载瓦斯监控系统的必须具有瓦斯超限车辆自动报警、熄火、闭锁功能,并由瓦斯监测工每周对车载瓦斯监控系统的准确性进行调校。如下图所示。车载瓦斯监控系统自动报警、自动熄火、自动闭锁的瓦斯浓度设置:瓦斯浓度达到或超过0.3%时,自动声光报警,司机发现报警后,可手动熄火。瓦斯浓度达到或超过0.5%时,行走式机械设备自动熄火。行走式机械设备熄火后,处于自动闭锁状态,即司机无法点火起动,只有当瓦斯浓度降到0.3%以下时,司机才能点火起动。隧道内所有电气设备必须采用防爆型,并由专业机电工程师进行设计、选型。严格按《铁路瓦斯隧道技术规范》有关规定选用洞内电缆。向隧道内供电的变压器中性点不能直接接地。由洞外进入洞内的金属管道,必须在洞口采取相应避雷措施。洞内所有电气设备应安排专业电工按照有关规程规定进行检查、维护、管理,不符合规定的电气设备严禁进入洞内,失爆设备必须经维修恢复防爆性能后方可继续使用。3.5爆破作业的相关规定必须采用煤矿许用的爆破器材和爆破方式进行爆破作业。即必须采用煤矿许用炸药和雷管,并使用电力起爆、正向装药方式和炮泥封孔。严格执行“一炮三检制”和“三人联锁放炮制度”。隧道内风流中瓦斯浓度不超过0.5%方可进行爆破作业。采用湿式钻眼。炮眼深度不应小于0.6m。爆破地点20m范围内电气设备、堆碴等物体阻塞开挖断面不得大于1/3。炮眼内煤、岩粉应清除干净。炮眼封泥不足或不严不应进行爆破。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段的延时时间不得大于130ms。采用电雷管起爆时,严禁反向装药。采用正向连续装药结构时,雷管以外不得装药卷。所有炮眼的剩余部分应用粘土炮泥封堵。用于超前探测的加深炮孔应采用炮泥封填。爆破网络及连线必须采用串联连接方式,线路所有连结接头互相扭紧,明线部分应包覆绝缘层并悬空。隧道开挖经过煤系地层或含瓦斯地层放炮时,应切断洞所有非本安全设备电气设备电源,人员撒至洞外或总进风的新鲜风流中,放炮时射流风机必须连续运转。3.6洞口及入洞人员管理每个洞口均配备专职的安全检身员。所有进入洞内人员实行翻牌、登记制度。严禁携带香烟、火柴、打火机等火种以及手机、不防爆手电筒等电子产品进入洞内。进入洞内必须穿棉质服装、工作鞋,戴安全帽。酒后严禁入洞。进入洞内工作的测量仪器、对讲机、照像机、摄像机等必须采用防爆型。3.7洞内用火措施在隧道内进行电焊、氧焊、氧割、砂轮切割等会产生高温的作业均属洞内用火,必须采取以下安全技术措施:(1)洞内有以下情况之一,严禁洞内用火:打炮眼、超前钻探时;进行爆破时;风机不能正常运转,风筒口距离掌子面超过15m、风筒漏风严重;隧道内瓦斯涌出不稳定、忽大忽小;用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.3%;用火地点20m范围内有易燃物未清理干净;防火砂、灭火器等灭火设备未准备到位。(2)在掌子面用火时,采取以下安全技术措施:负责用火的班(组)长携带便携式沼气报警仪并负责用火期间的全面指挥工作;用火操作人员携带便携式沼气报警仪。安排1名专职瓦检员进行用火期间的瓦斯检查,瓦检员同时携带光干涉式瓦斯测定仪和便携式沼气报警仪进行瓦斯检查,采用光干涉式瓦斯测定仪每10min进行一次瓦斯检查,经光干涉式瓦斯测定仪检查或便携式沼气报警仪显示用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.3%,立即通知用火作业人员停止作业;用火前,清除用火地点20m范围内所有易燃物,并准备好防火砂、灭火器等灭火设备,对用火地点10m范围内进行洒水消尘,如果用火地点底板为煤层、煤体堆积或有天然气涌出点,除进行洒水消尘外,还必须对用火地点底板进行阻燃胶垫或铁板覆盖;用火期间,出现停风、风筒脱节等情况时,立即停止用火,并用水对用火地点进行降温;用火结束后,用水对用火地点进行降温;如不用水降温,必须指派1人留守现场观察至少1小时,确认无任何隐患后方可离开并通知进行其他作业。(3)在隧道后方用火时,采取以下安全技术措施:负责用火的班(组)长携带便携式沼气报警仪并负责用火期间的全面指挥工作;用火操作人员携带便携式沼气报警仪。安排2名专职瓦检员进行用火期间的瓦斯检查,其中1名瓦检员检查用火地点前方20m范围内瓦斯情况,另1名瓦检员检查用火地点后方20m范围内瓦斯情况,瓦检员同时携带光干涉式瓦斯测定仪和便携式沼气报警仪进行瓦斯检查,采用光干涉式瓦斯测定仪每10min进行一次瓦斯检查,经光干涉式瓦斯测定仪检查或便携式沼气报警仪显示用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.3%;立即通知用火作业人员停止作业;用火前,清除用火地点20m范围内所有易燃物,并准备好防火砂、灭火器等灭火设备,对用火地点10m范围内进行洒水消尘,如果用火地点底板为煤层、煤体堆积或有天然气涌出点,除进行洒水消尘外,还必须对用火地点底板进行阻燃胶垫或铁板覆盖;用火期间,出现停风、风筒脱节等情况时,立即停止用火,并用水对用火地点进行降温;用火结束后,用水对用火地点进行降温;如不用水降温,必须指派1人留守现场观察至少1小时,确认无任何隐患后方可离开并通知进行其他作业。(4)在隧道施工过程中遇特殊情况,本措施不能满足安全需要时,按《煤矿安全规程》有关规定或补充安全技术措施执行。3.8瓦斯排放因故造成隧道停风时,必须按瓦斯排放制度进行分级管理。停风区内瓦斯浓度不超过1%时,由当班瓦检员通知风机管理员开启风机直接排放瓦斯。停风区内瓦斯浓度为1~3%时,由瓦斯防治现场负责人编写专门排放瓦斯措施后组织实施。排放瓦斯措施在排放瓦斯前根据瓦斯检查结果和现场实际情况编写,措施主要内容包括:隧道内瓦斯浓度情况及瓦斯容量计算;排放瓦斯方法;安全措施;组织机构及装备。停风区内瓦斯浓度超过3%时,由瓦斯防治现场负责人根据瓦斯检查结果和现场实际情况编写专门排放瓦斯措施报项目部总工程师审批后组织实施,措施主要内容包括:隧道内瓦斯浓度情况及瓦斯容量计算;排放瓦斯方法;安全措施;组织机构及装备。3.9隧道内瓦斯浓度控制标准及处理措施依据相关规程规定,借鉴其他高瓦斯隧道的成功做法,对本隧道拟采用以下瓦斯浓度控制标准及处理措施:1、隧道内任一地点瓦斯浓度不超过0.3%时可正常作业。洞内瓦斯浓度达到或超过0.3%时停止洞内用火。2、隧道内任一地点瓦斯浓度达到或超过0.5%时,停止隧道内一切作业,行走式机电设备自动熄火。分析原因,采取相应措施进行处理,直到隧道内瓦斯浓度降至0.3%以下时方可恢复作业。3、隧道内任一地点瓦斯浓度达到或超过0.8%时,停止隧道内一切作业,撤出隧道内所有人员,切断隧道内所有非本质安全电气设备电源。分析原因,采取相应措施进行处理,直到隧道内瓦斯浓度降至0.3%以下时方可恢复作业。3.10防止局部瓦斯积聚体积超过0.5m3、瓦斯浓度超过2%时称为局部瓦斯积聚。一般出现在通风死角、瓦斯涌出点等,遇火源可能发生局部瓦斯燃烧、爆炸。《煤矿安全规程》规定:采掘工作面及其他巷道内,体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。防止局部瓦斯积聚方法:(1)加强通风,增大风量,提高隧道内风速,消除通风死角。(2)在主通风管上安设通风支管或在隧道内安设小风机,消除局部瓦斯积聚。(3)设置导风板,消除局部瓦斯积聚。(4)停工自然排放瓦斯。当采取上述方法仍不能消除局部瓦斯积聚时,可暂时停止隧道内作业,在正常通风情况下观察局部瓦斯积聚的情况变化,如瓦斯涌出有明显衰减趋势,可采用自然排放瓦斯方法,直到消除局部瓦斯积聚恢复施工。自然排放瓦斯期间,停止洞内作业,切断洞内电源,洞口设置禁入标志,每1~2小时瓦检员进入洞内检查一次瓦斯情况。此方法简单易行,成本低,但对工程进度有影响。(5)引排瓦斯。采用自然排放瓦斯方法在短时间内难以消除局部瓦斯积聚时可在掌握瓦斯涌出通道的基础上通过埋管引排瓦斯,即钻孔与瓦斯涌出通道连通,埋管并将管路接通至洞外,另外对瓦斯涌出点裂隙进行注浆封闭。洞外引排瓦斯出口附近20m范围内杜绝火源。瓦斯涌出点在掌子面迎头时不适于采用自然排放瓦斯方法。(6)封堵瓦斯涌出通道。在掌握瓦斯涌出通道的基础上通过钻孔注浆封堵瓦斯涌出通道减少瓦斯涌出量,以达到消除局部瓦斯积聚的目的。瓦斯涌出点在掌子面迎头时不适于采用此方法。(7)抽排瓦斯。如果引排瓦斯管路太长,引排效果达不到预期目的,可在洞内安设移动式瓦斯抽放泵抽排瓦斯。在隧道开挖过煤层前,如不能判定煤层无突出危险,必须按《煤与瓦斯突出实施细则》进行突出危险性预测、防突措施、防突措施效果检验和安全防护措施。抽排煤层瓦斯是有效防止煤与瓦斯突出的措施之一。防止局部瓦斯积聚应根据现场实际情况本着“安全稳妥、经济适用、可操作性强、尽量减少对施工的影响”的原则确定一种或几种方法予以实施,实施前应制订详细的技术措施,实施过程中注意观察实施效果,根据情况变化及时采取补充措施以达到根除局部瓦斯积聚的目的。3.11防止瓦斯灾害扩大措施(1)报警当任一隧道内人员发现灾害事故预兆或已成灾害时,应迅速向周围发出信号,给附近工作地点人员报警,并立即电话向洞外值班室汇报。汇报内容:报告人姓名、单位、灾害事故地点、灾害性质、威胁区域、遇难人数等。语言应简短、清除、明确。(2)灾区人员的抢救和安全撤退灾区(事故现场)跟班队长(班组长、瓦检员、安全负责人或有经验老工人)在发生灾变时,应及时组织在场人员抢救或撤离灾区,并及时向洞外值班室报警。当发生瓦斯燃烧、爆炸或煤尘爆炸时,所有洞内工人都必须在本班班长、瓦检员(或有经验老工人)带领和组织下撤至洞外、避难硐室内或安全地点。灾区人员撤退经过设有电话的地点时,应及时向调度室汇报行动情况和灾情。(3)灾区人员自救发生瓦斯、煤尘、火灾事故时,灾区人员应迅速使用自救器撤出灾区。无法安全撤退时要及时进入避难硐室等待救援。(4)发生局部火灾、瓦斯燃烧、爆炸时的应急处理发生局部火灾、瓦斯燃烧、爆炸时,所有人员不得慌乱,迅速判断情况,积极采取措施,防止事故扩大,避免人员伤亡。发生局部火灾、瓦斯燃烧、爆炸时,风机严禁停止运转,必要时可将风机开至高档位,增大通风量以降低风流中瓦斯浓度和CO浓度。现场人员可根据火势情况,果断采用措施,用高压喷水、灭火器等措施将火灾熄灭。火势无法控制、熄灭时,必须使用自救器或用毛巾打湿后捂住嘴、鼻迅速离开现场。3.12防止施工期间出现塌方根据超前地质预报和超前钻探结果,采取安全可靠的开挖、支护方式,防止施工期间出现塌方,尤其是隧道穿过煤层、炭质岩段时,必须采可靠的超前支护方式,避免因塌方造成瓦斯异常涌出。4、瓦斯防治管理制度制订瓦斯防治管理制度,并将制度贯彻到每一名管理人员和作业人员;将制度张贴于洞口醒目处,让进入洞内的每一名管理人员和作业人员时刻提高警惕、牢记责任。4.1洞口安全检查制度(1)牢固树立“只认瓦斯不认人”的指导思想,坚决、认真执行瓦斯隧道有关管理、规章制度。(2)安检员必须坚守岗位,实行现场交接班制度。(3)严格落实施工人员进入隧道“挂牌”上岗和出洞“揭牌”退岗管理制度。(4)对进洞人员进行认真检查,对未戴安全帽,未穿棉质工作服、工作靴的人员,禁止对方进洞;对带有打火机、火柴、香烟和手机等火种的人员,请对方交出后方可进入洞内,交出的物品应妥善保管,待对方出洞时交还对方。(5)严格落实由单位领导引领的非施工人员进洞前检查、登记管理制度。(6)坚决阻止闲杂人员进入作业区和隧道内。(7)负责更衣室物品保管和检查人员登记、换装、引导工作。(8)负责洞外有关人员与洞内瓦检员、跟班施工负责人、安全员沟通、联系工作。4.2通风管理制度(1)风机的通风能力必须达到设计的通风能力,采用双电源,专用变压器、电缆和开关。(2)风筒采用阻燃抗静电风筒,风筒直径符合设计要求;风筒吊挂要平直,风筒出现破损,必须及时粘补或更换;风筒距掌子面距离不得超过15m,保证掌子面不出现局部瓦斯积聚。(3)测风工持证上岗,至少每旬进行一次隧道内风量测定,并做好测风记录。(4)风机的开停由专人管理,风机应连续运转,遇特殊情况停风时,必须由瓦检员检查隧道内瓦斯浓度后确定是否可以直接开启风机,如瓦斯浓度超过1%必须制订瓦斯排放措施。4.3瓦斯检查制度(1)瓦检员必须持证上岗。(2)对隧道进行巡回瓦斯检查的频率:每8小时瓦斯检查不少于3次。对隧道施工放炮进行“一炮三检”。对超前钻探时的瓦斯情况进行检查。对可能出现局部瓦斯积聚的地方进行重点检查。洞内用火时现场值守检查瓦斯。(3)实行瓦斯检查“三填写”制度,瓦检员在现场检测数据后,必须及时填写瓦斯检查手册和瓦斯检查牌板,出隧道后,填写瓦斯检查登记薄。瓦斯检查登记薄每天送项目部有关领导签阅。瓦检员实行现场交接班,严禁空班漏检。当瓦斯浓度达到0.5%时,通知洞内作业人员停止作

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