中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案.doc

重庆市轨道交通一号线（沙-大段）中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案编制：审核：批准：中建五局重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程项目经理部二一年九月第一章 工程概况及编制依据1.1工程概况中梁山隧道是重庆市轨道交通一号线（沙坪坝大学城段）双碑北站赖家桥站区间的一部分，两侧与高架桥线路连接，为单洞双线轻轨专用隧道，隧道进口起点里程为K23+808.000，隧道出口终点里程为K28+137.000，全长约4329m，是目前国内城市轨道交通领域拟建的最长山岭隧道，属长大山岭隧道。1.2工程地质中梁山隧道位于川东南弧形地带，华蓥山帚状褶皱束东南部。构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。隧道段沿线出露地层主要为第四系崩坡积土、粉质粘土、粘土；以及侏罗系的下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组和三叠系的须家河组、雷口坡组、嘉陵江组地层。隧道所通过的须家河组1、3、5段为含煤地层，隧道K24+520K24+585、K24+681K24+735、K24+880K24+956、K27+136K27+300、K27+300K27+420、K27+523K27+575、K27+680K27+730，共长581m,为瓦斯段，围岩级别为V级。隧道沿线地面约70%基岩出露，30%为红粘土覆盖区，覆盖层厚度小。从地质调查的结果可知，新田沟、自流井组地层地下水贫乏；珍珠冲组、须家河组地层内有一定量地下水。根据襄渝铁路水质分析结果推测须家河组煤系地层具有强腐蚀性(强结晶类、分解类腐蚀性)，因此，施工期间需进一步对须家河组地层段采水样进行水质分析，核实腐蚀性。1.3煤系地层设计参数初期支护： C25喷射混凝土（掺加气密剂），8200*200钢筋网，拱架采用I18工字钢，间距1榀/0.5m,设42超前小导管注浆预支护。二次衬砌：采用C40钢筋砼（S10，耐腐蚀性砼、气密性砼），厚600mm（其中K24+880+956、K27+136+300段衬砌厚1000mm）。1.4. 编制依据 1.4.1重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程岩土工程详细勘察报告。 1.4.2铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002） 1.4.3 防治煤与瓦斯突出规定。（2009版） 1.4.4 煤矿安全规程。（2009版） 1.4.5 铁道部铁路隧道施工规范（TB102042002）。 1.4.6 铁道部铁路隧道设计规范(100032005)。 1.4.7 重庆市轨道交通一号线（沙坪坝大学城段）中梁山隧道工程设计施工图。 1.4.8 中梁山隧道实施性施工组织设计。 1.4.9 重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案专家评审意见。 第二章 煤系地层段专项施工方案的目的及意义2.1、编制煤系地层段专项施工方案的目的中梁山隧道工程煤系地层段处于须家河地层组,本专项施工方案的目的主要是:(1)检测和鉴定煤和瓦斯突出的可能性,防止发生煤层突出和瓦斯突出安全事故;(2) 监测隧道瓦斯含量，预防瓦斯伤人和瓦斯爆炸;(3)勘察煤层是否具有采空区，确保施工安全;(4)确保初期支护及二次衬砌有效防止瓦斯外溢，为按时、优质、高效完成该工程,提供专项技术支撑。2.2 煤系地层段专项施工方案的意义(1) 通过对施工过程中的瓦斯监控和地质超前探孔等综合超前地质预报方法，掌握开挖掌子面的地质情况,以便优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工安全与质量，预防重大安全事故。(2) 采用现场实测瓦斯及煤的数据，确定瓦斯的浓度和瓦斯分级，以便采用相适应的施工方法。(3) 通过本专项方案的具体实施,确保在安全的条件下快速完成本隧道施工任务。第三章 煤系地层段专项施工组织管理为确保隧道瓦斯专项施工方案的顺利实施，项目部成立煤系地层段专项施工管理组，全程负责煤层突出和瓦斯突出的预防、瓦斯爆炸的预防、瓦斯浓度的监测、煤层瓦斯段施工技术的管理等工作。3.1 煤系地层段专项施工管理组织机构根据本项目的特点和我单位综合实力，为明确的煤系地层专项施工组织管理岗位责任，将任务细化分解层层落实，特组建煤系地层段专项施工管理小组,同时聘请重庆市煤科院瓦斯防治方面的专家进行全程技术指导。专项施工管理小组组织结构框图如下图所示： 常务经理（组长）生产经理、总工（副组长） 长）组 ） 长）技术组瓦斯检测组通风组监控管理组3.2 人员配备具体人员配备见下表: 组织机构人员表序号姓名性别职务工作内容备注1袁晏仁男组长总负责进出口2彭科堂男副组长现场技术管理负责进口端3陈云辉男副组长现场技术管理负责出口端4李涛男瓦斯检测一组小组长负责检测组的瓦斯现场检测工作，对超标地段警戒，通知人员撤出出口端5江章保男瓦斯检测二组小组长负责检测组的瓦斯现场检测工作，对超标地段警戒，通知人员撤出进口端6康业男监控管理组一组小组长视频监控系统管理及地质素描、瓦斯自裂缝泄出情况观察出口端7彭悦男监控管理组二组小组长视频监控系统管理及地质素描、瓦斯自裂缝泄出情况观察进口端8李金求男技术组二组小组长超前预报、超前钻孔、瓦斯段的技术处理、配合煤科院开展鉴定和预测工作等进口端9郭一鸣男技术组二组组员超前地质预报（物探）、配合煤科院开展鉴定和预测工作等进口端10孟轲男技术组二组组员超前钻孔、配合煤科院开展鉴定和预测工作等进口端11刘钺男技术组一组小组长超前预报、超前钻孔、瓦斯段的技术、配合煤科院开展鉴定和预测工作处理等出口端12段志坚男技术组一组组员超前地质预报（物探）、配合煤科院开展鉴定和预测工作等出口端13陈举飞男技术组一组组员超前钻孔、配合煤科院开展鉴定和预测工作等出口端14任时清女通风组一组小组长负责洞内日常通风，煤层瓦斯含量、放散速度检测等进口端15刘都成男通风组二组小组长负责洞内日常通风，煤层瓦斯含量、放散速度检测等出口端 根据本工程实际，按两个工区进行分区管理，每个工区设一个瓦斯检测组，每个组设四名专职瓦检员（瓦检员经培训后持证上岗），携带便携式智能光干涉甲烷测定器或便携式瓦检仪24小时进行瓦斯检测。第四章 隧道瓦斯检测与监控4.1 瓦斯自动检测监控系统4.1.1、自动监控系统的选型中梁山隧道穿过煤系地层，该地层内富含瓦斯等多种有害气体。这些气体构成复杂，赋存状态不明确，且危害性极大。结合工程实际特点，选用煤炭科学研究总院重庆分院生产的KZJ001瓦斯监控系统。该系统由工控机、打印机、数据通讯接口、分站、通讯电缆、传感器组成。进、出洞口各配一套KZJ001瓦斯监控系统。4.1.2、监测监控系统的管理（1）瓦斯监控系统面布设瓦斯监控地面中心站布置在隧道口外20m以远的位置，地面中心站内设工控机1台、打印机1台、数据通讯接口1台。1台中型分站及1台断电仪，分站通过数据传输线与数据通讯接口连接，分站与各地点传感器通过通讯电缆连接；断电仪与控制开关的36V控制电路连接。如图1所示。（2）瓦斯监控系统配置 瓦斯监控系统配置详见瓦斯监控系统配置表。瓦斯监控系统配置表设 备 名 称规 格 型 号单位数量备注打印机A4纸、喷墨台1音箱台1系统软件KZJ001台1电源避雷器KHD90套1信号避雷器KHX90台1UPS 电源STK 1KV/2H台2数据接口KZJ001-J台1中分站KZJ001-F台1瓦斯传感器KG9701A台1设备开停传感器GT-L(A)台6其中备用3台馈电断电器KJD-18台2其中备用1台两通接线盒KP5001 A2台1三通接线盒KP5001 A3个50通讯电缆MHYVR1*4*7/0.43个10甲烷标气2%/4升Km4进出口各配监控系统一套，配置相同。（3）瓦斯监控系统报警、断电、复电点设置根据煤矿安全规程，参考其他隧道的瓦斯监控系统设置，中梁山隧道报警瓦斯浓度设置为0.5%，断电瓦斯浓度设置为0.8%，复电瓦斯浓度设置为0.5%。4.1.3 有关管理制度及注意事项项目部各工区建立瓦斯监控专业组，分别配备1名工程技术人员担任组长，隧道洞内配置传感器维修、调试专职人员，中心站作业人员由专职技术员担任，所有工作人员必须明白传感器的安装地点，报警及断电范围，并能熟练地进行监测系统各种功能的调用。（1）中心站的管理中心站的操作人员必须经过培训，方能上岗操作。对中心站的日常操作，如报表的打印、查看洞内各作业点的瓦斯、及设备的开停等，可由调度室的调度员进行操作。对中心站的各种参数设置或改变隧道安全监控系统的安装需进行重新调试，只能由专职监测工进行操作，其它人员不得进行操作和调试。进入安全监控系统进行调试的人员必须严格按煤矿安全规程和相关的技术要求进行设置和调试各传感器的报警、断电、复电值，不得违规操作。当值班人员发现安全监控系统的设备出现故障时，必须立即向相关的部门汇报，及时进行处理，并作好记录备查。严禁任何时候关闭主机电源，使系统不能实时收集各传感器的数据。任何人员操作中心站的主机后必须填好操作记录，且接受调度室的监督。（2）分站的管理与分站连接的所有电路和电器设备必须是本质安全电路或本质安全型电气设备。必须按说明书规定的要求来连接电路和设备，分站各种未用的接口和插座不得随意占用。每次使用前必须检查分站，板上所有的IC芯片和继电器的安装方向要正确，接线插头无误。检查分站连接插头座连接电缆是否正确。检查分站拨号是否正确。在做了上述检查无误后，方可开启电源。不得随意拧动主板上的各个电位器。检修分站时，不得改动原电路参数及条件，不得改动电气元件的规格和型号。（3）传感器的管理仪器应固定专人使用，严格按照使用说明书进行操作，非专职人员禁止随便拆开仪器，按动按键等。在使用中避免摔打、碰撞。对仪器的零点、测试精度要定期调校，一般为三周一次，若未超差时可继续使用，此外，应及时擦拭、清扫仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。（4）监控系统使用注意事项除监测工外，其他人员不得拆开、摔打监控系统的任何设备。电缆按要求吊挂整齐，出现破损及时更换。工作面瓦斯浓度传感器距工作面距离不得超过5m，在隧道施工过程中及时延接电缆；传感器吊挂在距顶板约250mm左右的隧道中线位置；每次放炮时应对工作面传感器加强保护或临时移动至后巷安全位置、放炮后及时恢复原位。二次衬砌台车前方的瓦斯浓度传感器距离二衬台车前缘05m，传感器吊挂在距顶板约250mm左右的隧道中线位置；每次前移台车时应同时前移传感器。回风瓦斯浓度传感器吊挂于距隧道口1015m处的隧道拱顶中线位置，距离隧道拱顶250mm左右。瓦斯监控系统通讯电缆应吊挂整齐，距动力电缆间距不得小于0.2m。4.2 人工检测瓦斯4.2.1瓦斯监测仪器配置瓦斯检测采用便携式智能光干涉甲烷测定器、便携式甲烷检测报警仪和安全监测监控系统三种方式进行。便携式智能光干涉甲烷测定器由专职瓦检员佩带并按操作规程检测瓦斯，从事隧道施工的工班长及特殊工作人员进洞时，必须携带便携式甲烷检测报警仪，随机检测瓦斯浓度。瓦斯检测仪器配置见表4.2.1。表4.2.1 瓦斯检测仪器仪器名称型 号数量主要技术指标仪器特点使用人员进口出口便携式智能光干涉甲烷测定器CJG10X4台4台测CH4：0 10%；重量：800g读数直观，数据准确可靠，使用方便瓦检人员随身携带巡检便携式甲烷检测报警仪AZJ-200060台60台测CH4：0 5%；连续声光报警；重量：175g数字显示、自动跟踪报警、操作方便进入隧道的工班负责人4.2.2瓦斯检测管理规定 基本规定 从事隧道施工的所有人员进洞时，必须在洞口接受安全检查，领班或安全员携带便携式甲烷检测报警仪；瓦斯检查工必须携带便携式智能光干涉甲烷测定器。 开挖掌子面处、开挖和衬砌变截面处和使用中的机电设备的设置地点、有人员作业的地点都应纳入检查范围。 有瓦斯突出或喷出危险的开挖掌子面和瓦斯涌出较大、变化异常的开挖掌子面，必须有专人经常检查，并安设瓦斯断电仪。 开挖掌子面二氧化碳浓度应每班至少检查2次；有二氧化碳突出危险和涌出量较大、变化异常的开挖掌子面，必须有专人经常检查二氧化碳浓度。本班未进行工作的开挖掌子面，瓦斯和二氧化碳应每班至少检查1次；可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的地方应每班至少检查1次。 瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查记录。每次检查结果必须记入瓦斯检查班记录表和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过有关规定时，瓦斯检查工有权责令现场人员停止工作，并撤到安全地点。 瓦斯日报必须送项目经理、项目总工程师审阅。同时送洞口现场负责人、技术主管审阅。对重大的通风、瓦斯问题，应制定措施，进行处理。 相关规定 开挖掌子面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。 开挖掌子面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。 开挖掌子面及其它地点，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。 对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时，方可通电开动。 开挖掌子面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。 隧道施工必须有因停电和检修通风机停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后，所有受到停风影响的地点，都必须经过通风、瓦斯检查人员检查，证实无危险后，方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的范围内，都必须检查瓦斯，只有瓦斯浓度不超过1.0%时，方可开启。 临时停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3.0%或其他有害气体浓度超过规定不能立即处理时，必须咨询有关专家，制定安全技术措施后，方可进行排放。 停风区中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%，最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0%时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。 停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0%时，必须制定安全排瓦斯措施。 在排放瓦斯过程中，排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.75%，且隧道回风系统内必须停电撤人，其它地点的停电撤人范围应在措施中明确规定。只有恢复通风的隧道风流中瓦斯浓度不超过1.0%和二氧化碳浓度不超过1.5%时，方可人工恢复局部通风机供风隧道内电气设备的供电和隧道回风系统内的供电。 开挖掌子面接近地质破碎带时，必须有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯，发现瓦斯大量增加或其它异状时，必须停止施工，撤出人员，进行处理。第五章 超前地质预报及瓦斯预防的施工方法及技术措施5.1 超前地质预报及瓦斯预防的施工方法本隧道穿煤层地段为V级围岩段，施工采用CD法开挖，所有施工均应按照煤层瓦斯防治措施，进行超前探测，标定各煤层准确位置,掌握其赋存情况及瓦斯状况，以勘察有无煤层及有无瓦斯，如勘察有煤层，进行煤和瓦斯突出检验，在无突出可能的情况下，可按照石门揭煤。施工技术流程如下：打超前钻孔煤 层 突 出 危 险 性 预 测无突出危险有 突 出 危 险防 突 措 施 设 计预防突出措施预防突出措施效果检验措 施 有 效措 施 无 效补 救 措 施安 全 防 护 措 施揭 开 煤 层作业程序：煤层超前探测 煤与瓦斯突出危险性预测 钻孔排放瓦斯 防突效果检验 石门揭煤 过石门坎 煤层掘进。5.1.1、煤层超前探测（1）探测孔布置 接近煤系地层位置前，应在距设计煤层位置1520m（垂距）处的开挖工作面打108超前探孔1个，初探煤层位置。石门工作面在距煤层10m垂距处（岩层破碎时20m），设3个108探孔，穿透煤层，并超出煤层不小于0.5 m,同时取出岩（煤）芯，再分别探测开挖工作面前方上部及左右部位煤层位置。 钻孔过程中应观察孔内排出的浆液，煤屑变化情况，并做好记录。（2）确定煤层位置按各孔见煤、出煤点计算煤层厚度、倾角、走向及与隧道的关系，并分析煤层顶、底板岩性。（3）掌握并收集探孔施工过程的瓦斯动力现象；5.1.2、煤与瓦斯突出危险性预测为确保预测的准确性,本隧道穿煤时的防突鉴定工作委托重庆市煤科院完成,鉴定结果由煤科院出具书面鉴定报告。5.1.3、钻孔排放瓦斯(有瓦斯突出危险时)（1）确定排放孔施工位置施工排放钻孔时，工作面与煤层之间的安全岩柱，对于坚硬岩层，厚度不小于3.0m，松软岩层不小于5m(垂距)。施钻时各孔穿透煤层，并进入顶（底）板岩层不小于0.5m。钻孔排放位置应设在距煤层厚度1/2处的孔距不应大于2倍排放半径，一般孔底间距不大于2m，并以此计算各孔的角度和长度。当煤层倾角小、煤层厚、一次排放钻孔过长、俯角过大时，采用分阶段分部多次排放，首次排放钻孔的穿煤深度不小于1.0m。（2）上下半断面排放范围和排放顺序煤系地层地质条件差，开挖采用CD法，其开挖进尺根据通风需要和隧道结构安全性、围岩稳定性综合考虑确定。先进行左上半断面排放，为左上半断面掘进创造条件，并排放左下半部分瓦斯，再进行左下部分的排放。瓦斯排放的顺序按开挖的顺序进行。下台阶瓦斯排放采取下列措施：1）在上半断面的底部进行下半面排放。2）孔距与排距为1.0m 3)每排排放钻孔连线与煤层走向平行。上半断面排放范围：顶部57m，左右两侧各5m，底部3m，均应 大于长锚杆范围。下半断面排放范围：两侧各5m，底部3m。排放半径及孔距：排放半径0.31.0m，孔径75100mm。排放孔数量：由排放范围和排放半径决定。排放孔角度（）：水平角090，仰角045，倾角020。（3）分部排放，缩短排放时间揭石门前只施钻煤层中上部排放孔；进入煤层后，只施钻中下部排放孔。利用上下半断面开挖的时间差，在上半断面的底部提前施工下半断面的排放钻孔，一个煤层排放总时间约1530天。（4）钻孔排放施工 喷10cm厚砼封堵工作面 加固支护 安装钻机 布置钻孔 钻孔排放 效果检验。（5）钻孔排放采取措施 1)排放孔施工前加强排放工作面及已开挖段的支护，防止坍塌造成突出；2）排放孔按设计施钻，钻孔过程中设专人检查其角度和长度；3）排放孔施工过程中注意观察各种异常情况及动力现象，当某孔施工中动力现象严重，可暂停该孔施工，待其他孔施工完后再补钻该孔。4) 每钻完一个孔检测该孔瓦斯浓度，以后每天进行两次，掌握排放效果和修正排放时间。5)钻孔过程中加强工作面风流及回风道风流中瓦斯浓度检测，当排放工作面瓦斯浓度达到1.5%时，立即撤出人员，切断电源，加强通风。5.1.4、防突措施效果检验(有瓦斯突出危险时) 防突措施实施后，必须进行效果检验，以确认防突措施是否有效，防突措施的效果检验应在距煤层2.0m垂距的岩体以外进行。防突效果检验指标的临界值根据实测数据确定，当无实测数据参下表所列指标。防突措施效果检验指标及临界值预测类型预测方法预测指标突出危险性临界值石门揭煤防突措效果检验钻孔瓦斯涌出初速度法qm(L/min)4钻屑指标法h2（Pa）160（湿煤）、200（干煤）K1 mL/(g.min1/2)0.4（湿煤）、0.5（干煤）煤巷掘进工作面防突措施效果检验“R”指标法Rm6钻屑指标法h2（Pa）200K1 mL/(g.min1/2)0.5最大钻屑量（kg/m）6当检验结果其中任何一项指标超标，或在打检验孔时发生喷孔、顶钻、夹钻等动力现象时，则认为防突措施无效，必须采取补充防突措施。 采用一次性排放时，应检验工作面前方上、中、下、左、右各部位的排放效果；当采用分段分部分次排放时，每次只检验排放部位的排放效果。5.1.5、石门揭煤石门揭煤采用微震动爆破法，不同倾角、厚度的煤层采用下列方法揭煤：（1）急倾角和倾斜的薄煤层，一次全断面揭穿煤层全厚；（2）急倾角和倾斜的中厚、厚煤层，一次全断面揭穿入煤层深度为11.3m；(3)缓倾斜煤层，一次全断面揭开岩柱，当倾角小于12，岩柱水平长度大时，可刷斜面揭开煤层。为施工安全，石门开挖工作面距煤层的最小垂距是：急倾斜煤层2m、倾斜和缓倾斜煤层1.5m,如果岩层松软、破碎，适当增加垂距。5.1.6、过石门坎施工原则：勤检验、短进尺、弱爆破、强支护、快喷锚。 （1）勤检验：揭开煤层后，检验工作面前方10m的上中下左右部位的突出危险性，若指标合格可掘进5m，然后再验10m掘进5m，如此循环。指标不合格，则停工进行钻孔排放。掘进中若遇其它动力现象（如煤壁颤动、掉煤块，有煤炮声响等），也要效果检验，效果检验决定开挖。（2）短进尺、弱爆破：每次爆破掘进不大于1.0m，防止冒顶，在全煤层掘进中少钻孔，少钻药，且必须采用电煤钻钻孔，在半煤半岩中掘进中，在岩石炮眼中装药，其总药量为普通爆破药量的1/3或1/2，煤层中如煤质坚硬，需爆破时，采用松动爆破。（3）强支护：按设计要求架设I18钢架，间距500mm ,配合I18钢拱架设超前42小导管注浆预支护，系统锚杆采用25中空注浆锚杆，长3.5m，网喷C25混凝土厚250mm。（4）弱爆破：多打眼少装药；只打岩石眼；煤层若打眼使用电煤钻，采用矿用安全炸药及五段电雷管。（5）快喷锚：爆破找顶后立即进行初期支护。5.1.7、煤层掘进（1）钻眼放炮：如煤层坚硬需爆破开挖应使用电煤钻，少钻孔，少装药，单位药量0.4-0.7kg/m3，使用矿用安全炸药和五级矿用电雷管。（2）开挖支护：同石门坎。（3）下半断面煤层掘进：采用简易台架，电煤钻水平打眼，眼距60-80cm，单位药量0.6kg/m3，分段起爆，及时喷锚封闭。（4）煤层掘进遵循“勤检验、短进尺、弱爆破、强支护、快喷锚”的施工原则，衬砌紧跟。5.2 技术措施本隧道为通过煤系地层的瓦斯隧道，为保障隧道的施工安全、质量，采取以下技术措施：5.2.1全隧采用地震波等物探手段进行前方岩层界面预报定位，至少采用3个108超前水平钻孔探测进行验证，验证孔25m/循环、30m/孔，开挖过程中若揭示采空区不得随意处理，及时上报监理、业主，以便妥善处理。煤层瓦斯防治施工流程图施工准备施工准备超前探孔、探测前方是否遇煤层对每层煤都要实施有突出危险实施性防突设计突出危险性预测瓦斯预测孔瓦斯探孔对每层煤都要实施无突出危险安 全 措 施揭 煤实施防突出措施防突效果检验补救措施无效正常开挖有无有效煤层瓦斯防治施工流程详见：煤层瓦斯防治施工流程图及瓦斯工班作业流程图。超前探孔,探测前方是否遇煤层施工准备瓦斯探孔检测孔内是否有瓦斯、天然气瓦斯检测孔检测瓦斯压力及积聚位置检测瓦斯孔内瓦斯涌出量0.6Mpa0.61Mpa1Mpa单孔瓦斯涌出量是否大于5L/min加强通风 自然排放掌子面掘进至距离瓦斯积聚位置3m处停止掘进，在涌出孔附近作排放孔，进行瓦斯排放，将瓦斯压力降至1Mpa以下，若24小时内不能使其降低，则应立即封闭，另做专门处理正常开挖检测瓦斯、天然气、二氧化碳及其它有害气体浓度坑道及工作面总回风流中瓦斯或二氧化碳浓度大于0.5%开挖工作面回风流中瓦斯大于1%或二氧化碳浓度大于1.5%以及开挖工作面风流中的二氧化碳浓度达到1.5%开挖工作面风流中的瓦斯浓度达到1.5%开挖工作面内,在体积大于0.5m3的空间中,其局部积聚瓦斯浓度达到2%坑道及工作面总回风流中瓦斯或二氧化碳浓度小于0.5%无瓦斯、天然气其它有害气体浓度超标未超标正常通风加强通风立即查明原因、进行处理停止工作、撤出人员、切断电源、进行处理制定瓦斯排放措施、严格控制送同量工作面附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行局部通风处理瓦斯工班作业流程图有无有否无是 当超前物探及钻探验证确认有煤时：(1)、增加至7个以上108超前钻孔，25m/循环、30m/孔，进一步确认煤层厚度、位置、岩体破碎程度。(2)、掌握层位、倾角、厚度、顶（底）板岩柱、地质构造等煤层赋存情况，为安全揭煤提供可靠的基础资料，施作一组瓦斯探孔108（不少于5孔）必须穿透煤层全厚，并且进入底板岩层不小于0.5m，其终孔位置控制在开挖轮廓线外5m左右，详细记录岩芯资料，确定煤层厚度、倾角、走向及与隧道的关系，并分析煤层顶、底板岩性，掌握并收集探孔施作过程中的瓦斯动力现象。开挖面掘进至已定位煤层顶板垂距5m时，施作一组瓦斯预测孔(不小于3孔)，上台阶必须至少打2个89穿透煤层全厚的瓦斯预测钻孔；下台阶开挖至距煤层顶板垂距5m时，至少打1个预测孔，对煤层与瓦斯赋存条件、突出可能性进行预测。按防治煤与瓦斯突出规定进行煤与瓦斯突出危险性预测，如具有煤与瓦斯突出危险性应及时提出，以修正设计和调整施工方法。5.2.2加强施工通风和瓦斯的监测，并利用喷雾洒水等防尘措施。施工期间建立瓦斯监测、报警和施工通风系统，稀释和排除洞内瓦斯，防止瓦斯积聚，施工中洞内瓦斯浓度保证在0.5%以下。瓦斯检测地点及范围应符合以下要求：开挖工作面风流、回风流中，爆破地点附近20m内风流中及局部塌方冒顶处；隧道总回风的风流中；各种作业台车和机械附近20m内风流中；电动机及其开关附近20m内风流中等瓦斯易积聚处，煤线或接近地质破碎带处，每个检测地点应设置明显的瓦斯记录牌，每次检测结果及时填写在瓦斯记录本和记录牌上，并逐级上报，瓦斯检测人员必须执行瓦斯巡回检查制度。在瓦斯有害气体涌出孔附近施作直径89排放孔，排放孔设置根据瓦斯涌出部位、涌出量、涌出压力等确定，实施排放后必须进行排放效果检验。5.2.3采用钻屑指标法及瓦斯压力法进行判别，预测孔见煤后改用电煤钻（钻头直径42）打穿煤层，每打1m煤孔收集全部钻屑，按防治煤与瓦斯突出规定规定检测有关指标，判定其突出危险性。根据施工中各煤层突出危险性预测结果，当煤层有突出危险时，采取钻孔排放、金属骨架支护等防护措施；对于采用钻孔排放瓦斯的煤层，在排放一定时间（15-30天）后，由隧道上半断面掌子面打检验孔，检验孔底应位于排放瓦斯范围内，在排放钻孔之间（最少打2个）采用与预测孔相同方法测定；如在判定煤层突出危险临界值以下，认为措施有效，否则延长排放瓦斯时间，增加排放孔数量或其它补救措施。煤层厚度小于0.3m瓦斯压力较小时，可不采取防突措施，配合安全防护措施，直接以震动放炮揭煤。5.3安全防护措施5.3.1从事瓦斯隧道施工的所有人员必须经过强制性的瓦斯隧道安全技术培训，经考试合格后方可允许上岗。5.3.2为防止突出检验失误或防突措施失效而发生事故，隧道在煤系地层施工全过程都必须遵守铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定有关规定，采取安全防护措施，加强通风，配备双回路电源和备用风机，风管采用阻燃和抗静电的双抗风管，施工期间保证连续通风，确保人身和施工安全。5.3.3 隧道施工严禁干钻，灯具、机电设备采用防爆型，如采用防爆型开关等；各种电气设备和施工机械的防爆安全性能必须经专职人员检查，确认合格后方可进洞使用；洞内电缆的使用、敷设按铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定等规范相关要求办理；爆破器材、爆破网络和连线、起爆方式按铁路瓦斯隧道技术规范相关要求办理。1)隧道内非瓦斯工区和低瓦斯工区的电气设备与作业机械可使用非防爆型，其行走机械严禁驶入高瓦斯工区和瓦斯突出工区。2)隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型。3)高瓦斯工区和瓦斯突出工区供电应配备两路电源。工区内采用双电源线路。其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。4)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下列要求：高压不应大于10000V;低压不应大于1140V;照明、手持式电气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220V；在高瓦斯工区和瓦斯突出工区不应大于127V；远距离控制线路的额定电压应不大于36V。5)瓦斯工区内的配电变压器严禁中性点直接接点。严禁游洞外中性点直接接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道内供电。6)凡容易碰到的、裸露的电气设备及其带动机械外露的传动和转动部分，都必须加装护罩或遮拦。7)瓦斯工区内高压电缆的选用应符合下列规定：固定敷设的电缆应根据作业环境条件选用；移动变电站应采用监视型屏蔽橡胶套电缆；电缆应采用铜芯。8)瓦斯工区内低电压动力电缆的选用应符合下列规定：固定敷设的电缆应采用铠装铅包纸绝缘电缆、铠装聚氯乙烯电缆或不延燃橡套电缆；移动式或手持式电气设备的电缆，应采用专用的不延燃橡套电缆；开挖面的电缆必须采用铜芯。 9）瓦斯工区内固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆应采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。10）电缆的敷设应符合下列规定：电缆应悬挂。悬挂点间的距离不得大于3m；电缆不应与风、水管敷设在同一侧，当受条件限制需敷设在同一侧时，必须敷设在管子的上方，其间距应大于0.3m；高、低压电力电缆敷设在同一侧时，其间距应大于0.1m。高压与低压、低压与低压电缆间的距离不得小于0.05m； 11）电缆的连接应符合下列要求：电缆与电气设备连接，必须使用与电气设备的防爆性能相符合的接线盒。电缆芯线必须使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接；在高瓦斯工区和瓦斯突出工区内，电缆之间若采用接线盒连接时，其接线盒必须是防爆型的。高压纸绝缘电缆接线盒内必须灌注绝缘充填物。 12）瓦斯工区内的电气设备不应大于额定值运行。 13）瓦斯工区内的低压电气设备，严禁使用油断路器、带油的起动器和一次线圈为低压的油浸变压器。 14）瓦斯工区照明灯具的选用，应符合下列规定：已衬砌地段的固定照明灯具，可采用Exd型型矿用防爆照明灯；开挖工作面附近的固定照明灯具，必须采用Exd型矿用防爆照明灯；移动照明必须使用矿灯。 15）隧道内高压电网的单相接地电容电流不得大于20A。 16）瓦斯工区内禁止高压馈电线路单相接地运行，当发生单向接地时，应立即切断电源。低压馈电线路上，必须装设自动切断漏电线路的检漏装置。17）高瓦斯工区和瓦斯突出工区内的局部通风机和开挖工作面的电气设备，必须装设风电闭锁装置。当局部通风机停止运转时，应立即自动切断局部通风机供电区段的一切电源。 18）为了防止雷电波及隧道内引起瓦斯爆炸，必须遵守下列规定： 经由地面架空线路引入隧道内的供电线路，必须在隧道洞口处装设避雷装置；由地面直接进入隧道内的轨道和露天架空引入（出）的管路，必须在隧道洞口附近将金属体进行不少于2处的集体接地；通信线路必须在隧道洞口处装设熔断器和避雷装置。 19）隧道内36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等，都必须有保护接地，其接地电阻值应满足下列要求：接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得大于2；每一移动式或手持式电气设备与接地网间的保护接地，所有的电缆芯线的电阻值不得大于1。5.3.4建立专职瓦斯气体的安检机构，加强瓦斯等有害气体的监测，特别注意拱顶、开挖凹凸处等瓦斯易产生积聚部位的监测，安检人员必须实行巡检制度；洞内设专职瓦斯监测员，经常检查、监测瓦斯，掌握突出预兆。5.3.5加强火源管理，建立洞口安检制度，严禁将火柴、火机及其它易燃物带入洞内，严禁穿化纤衣物进洞。建立稳妥可靠的通风系统，施工时采用压入式通风，按有关规范要求配备救护队。当瓦斯涌出量大于等于0.5m3/min或瓦斯突出时，须立即停工，撤出人员、切断电源，立即上报监理、业主，以采取有效处理措施。5.3.6揭煤施工前全面检查风门、风管、风机及电源等，保证风机的正常运转，备用风机应保持良好状态；揭煤前工作面与煤层之间要留足安全岩柱，最小垂直距离不小于2米，若围岩松散破碎，还要适当增加；隧道上下断面应尽量一次揭开煤层，不能一次揭开煤层全厚时，在施工剩余部分时必须采取防突措施或其它安全措施。不论煤层预测突出与否，均采用震动放炮揭煤，震动放炮参数及作业要求，根据煤层具体情况，参照防治煤与瓦斯突出规定办理；揭煤及在煤层中掘进时，放炮点设在洞外，放炮时隧道必须停电，全部人员撤至洞外，人员及机电设备不要正对洞口，洞口附近灭绝火源。隧道上半断面揭煤时，设压风自救系统，第一组压风自救器距工作面的距离一般为30-50米，以后每隔50米设一组，每组压风自救器的数目根据工作面最多施工人数确定，每人供风量不小于0.1m3/min。5.3.7瓦斯设防段施工时，隧道上下断面均按设计及时施作超前支护和初期支护；进入有突出危险掘进工作面的人员应佩戴隔离式自救器。煤层地段掘进工作面应设置风机喷雾装置，浮煤应浇水并及时运出洞外，防止煤尘爆炸。5.3.8施工注意事项：临时停工的地点不得停风，否则必须切断电源，设置栅栏和警标；恢复通风后，需经瓦斯人员进行检测，达到允许浓度后可复工，否则施工人员不得进入；停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3%，必须在24h内封闭完毕；瓦斯预测孔各循环搭接长度不得小于5米；各种有害气体容许浓度按相关卫生标准办理。未详尽处按铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定等规范相关要求办理。5.3.9瓦斯隧道各种要求附下A 瓦斯地段等级地段等级吨煤瓦斯含量(m3/t)瓦斯压力（MPa ）三0.50.15二0.50.15并0.74一-0.74注：当按吨煤瓦斯含量及瓦斯压力确定的地段等级不一致时，应取较高者。B 衬砌防瓦斯措施封闭措施瓦斯地段等级三二一围岩注浆选用喷射混凝土中掺气密剂选用采用设置瓦斯隔离层采用采用模筑混凝土中掺气密剂采用采用采用模筑混凝土中掺钢纤维-选用施工缝气密处理采用采用采用C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 m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 m3）2.0超限处附近20m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工作面回风流中1.0停工、撤人、处理5放炮地点附近20m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l0m范围内0.5停机、通风、处理8电动机及开关附近20 m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D机电设备和电缆的检查周期序号检查项目周期备注1使用中的防爆机电设备的防爆性能每月一次专职电工应每日检查外部一次2配电系统继电保护装置检查、整定每半年一次3高压电缆的泄漏和耐压试验每年一次4主要机电设备绝缘电阻检查每月一次5固定敷设电缆的绝缘和外部检查每季一次外观和悬挂情况由专职电工每周检查一次6移动式机电设备的橡胶电缆绝缘 检查每月一次由当班司机或专职电工每班检查一次外表有无破损7接地电阻测定每季一次8新安装的机电设备绝缘电阻和接地投入运行前测定9瓦斯检测仪器仪表10d一次检查校正方法见附录C第六章 煤系地层段通风管理6.1 施工通风参数计算根据铁路瓦斯隧道技术规范和有关施工通风手册，计算本隧道通风、压入式通风有关参数，以便据此选择风机类型。6.1.1洞内运输所需风量 按洞内最小允许风速计算：Q1=60VS 式中：V保证洞内稳定风流之最小风速，瓦斯隧道取0.3m/s；S开挖断面积，级围岩段S=114.8m2。Q1=60VS=60114.80.3=2066.4m3/min。 按洞内同一时间最多人计算：Q2=4KN式中：4每人每分钟供风标准，m3/min；K隧道通风系数，包括隧道漏风和分配不均匀等因素，取K=1.25；N隧道内同时工作的最多人数，取100人。Q2=4KN=41.25100=5OOm3/min。 按瓦斯绝对涌出量计算：Q3= KQ绝/( Bg允- Bg送)式中：Q绝瓦斯绝对涌出量取实测值，暂取经验值3.03 m3/min，施工中据实调整。Bg允工作面允许瓦斯浓度,取0.5%；Bg送送入风中瓦斯浓度,取0。K风量备用系数，即考虑隧道漏风、瓦斯涌出不均衡所取的系数，取K =1.6。Q3=KQ绝/( Bg允- Bg送)=1.63.03/(0.5%-0)=970m3/min。 按稀释和排炮烟所需风量计算:Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t式中： A一次爆破所用最大装药量，级围岩段一次爆破装药量A=200Kg(全断面药量)，施工中据实调整；S开挖断面积，级围岩段S=114.8m2；L通风机至掌子面的距离，L=700m；t通风时间，一般为2030min，取30min。Q4=7.8(A(SL)2)1/3/t=7.8(200(114.8700)2)1/3 /30 =2831.46m3/min。 按同时起爆炸药量计算Q5=5Ab/t式中：A一次爆破所用最大装药量，洞内级围岩一次爆破装药量A=200Kg(全断面药量)，施工中据实调整；b每公斤炸药爆炸生成的有害气体量，取b=40m3/ Kg；t通风时间，一般为2030min，取30min.Q5=5Ab/t=520040/30=1333m3/min。根据以上计算结果，取最大值2831.46m3/min为隧道正洞所需风量。6.1.2洞内压入式风机选择及检算根据隧道开挖掌子面所需风量最大值2831.46m3/min确定风机，选用陕西咸阳风机有限公司生产的隧道专用防爆压入式轴流通风机SDDY-型2115KW风机，随开挖掌子面前移压入式通风，风管直径1500mm，其性能为：高速风量2250m33150m3/min，风压43006000Pa。实际施工过程中,因级围岩段采用CD法开挖并及时支护,所需风量的最大值还低于上述取值,因此,选用上述型号的风机可以满足通风要求。风速验算：按取最大风量2831.46m3/min 采用级断面S=114.8验算，最大风速为2831.46114.860=0.411m/s。6.1.3 风筒布的选择为了保证作业掌子面风量足够，风筒出风口到工作面的距离不超过15m。风筒出风口在掌子面安设能抗冲击的防炮崩风筒。按进出口各一台风机配置考虑,风筒布离掌子面最近的50米段全部采用防炮崩风筒,同时各备用50米防炮崩风筒布,总计需配置防炮崩风筒布200米。6.2 施工通风监测及保障措施6.2.1、施工通风监测施工期间必须建立通风检测的组织系统，测定气象参数、风速、风量等参数。管道通风监测：用1.3m比托管、U型压力计以五环10点法测试管道全压和静压，用1.3m比托管、DGM-9型补偿式微压计测试通风管内风的动压。通风量监测：与管道通风测点相同截面用电子风速仪以9点法测试风速、风量。气象条件测试：用数字式温度计测试管道内、外气温，用空盒气