瓦斯隧道施工引发瓦斯爆炸的隐患及预防对策

瓦斯隧道施工引发瓦斯爆炸的隐患瓦斯隧道施工引发瓦斯爆炸的隐患 及预防对策及预防对策 1 对隧道穿越煤层瓦斯地段的总体开挖施工措施对隧道穿越煤层瓦斯地段的总体开挖施工措施 在袍子岭隧道穿越煤层瓦斯地段的掘进爆破施工中 总的 原则是 早封堵 短进尺 多循环 快封闭 防止有害气体的 溢出 在隧道刚进入瓦斯地层时 采用的是全断面一次开挖法 以求达到迅速钻眼 爆破 喷射混凝土实现及时封闭的效果 实际上在进入煤层 7m 处 隧道掌子面正常爆破时 由于瓦斯 一氧化碳等有害气体大面积突溢 发生瓦斯气体燃烧 燃烧面 积达 5 8m3 随即启动应急预案 在 10 分钟内迅速完成人员和 设备的撤离 并封闭洞口 防止了更大事故的发生 分析原因 隧道开挖掌子面前方为乐平煤系构造的破碎岩层 贯通节理 孔隙 一次开挖断面面积过大 煤层裸露面积大 封闭时间长 采用压入式通风 容易在爆破掌子面形成回风流 造成突溢瓦 斯局部浓度上升 预防对策 通风 使用正洞压入式通风 平行导坑在横通 道处采用局部抽出风式通风 形成进风巷与回风巷 避免回风 流的产生 防止瓦斯的局部积蓄 掘进方法上 由原来的全断 面一次开挖法改为侧壁导坑法开挖 即把 60m2 的开挖断面面 积改为两个 30m2 的开挖断面面积错台 5m 开挖 以减少瓦斯溢 出的直接接触面积 爆破通风后 出渣前 连开挖掌子面也及 时地进行喷射混凝土封闭 开挖掌子面前方采用细水泥沙浆 必要时掺入一定量的水玻璃浆液 进行全断面 有 80 环形外 飘角 帷幕注浆预固结乐平煤系构造的破碎岩层 贯通节理 孔隙 阻断瓦斯溢出孔道 加速二次混凝土衬砌与掌子面的跟 进距离 跟进距离控制在 20m 以内 在隧道一 二次衬砌间加 设全封闭隔气板 初期支护 二次衬砌采用密性混凝土 不透气 性比普通混凝土高 1000 倍 以杜绝已衬砌隧道段的瓦斯泄漏 在袍子岭隧道后来成功穿越 dk213 948 dk214 150 瓦斯 段的隧道施工与瓦斯浓度的测定数据证明 这是一套安全 迅 速穿越煤层瓦斯富含地段的隧道掘进工法 2 瓦斯浓度的测定 控制技术措施瓦斯浓度的测定 控制技术措施 根据袍子岭隧道煤壁瓦斯涌出规律 为了准确测定 控制 瓦斯浓度 在隧道越煤层瓦斯地段的掘进爆破施工中 探讨制 定了实施性的瓦斯浓度测定 控制预防对策 对瓦斯浓度的测定 实际采用 8 台光干涉瓦斯检测仪 kg9701 和一台高精度光干涉瓦斯检测仪 测定瓦斯浓度点 设在隧道风流的上部进行 距离煤壁 200mm 处 即将光干涉瓦 斯检测仪 kg9701 的二氧化碳吸收管进气口置于隧道风流的 上部边缘进行采气 连续测定三次 取其最大值 爆破后定期 测定各测点的风量和瓦斯浓度 2004 年 3 月 27 日与 4 月 2 日 袍子岭隧道实际掘进与瓦斯浓度采集数据 从袍子岭隧道实际掘进与瓦斯浓度采集数据表中也可以证 明 前面采用的侧壁导坑法及其采取相应预防瓦斯的对策是十 分必要的 3 瓦斯隧道爆破施工的技术对策瓦斯隧道爆破施工的技术对策 1 炸药 雷管的控制 炸药爆炸产生的空气冲击波 炽热的固体微粒和爆炸生成 的高温气体可能引爆瓦斯 变质的炸药因爆炸不完全而产生游 离氧 氧化氮 一氧化碳等不良气体可以缩短瓦斯氧化的感应 期而起催化作用 普通岩石炸药爆炸后其所含的铝 镁等金属 粉末的增温作用很大 超过瓦斯的最小点燃能量和长于感应期 能引发瓦斯爆炸 因此 在袍子岭隧道实际爆破中选用煤矿许 用安全炸药 禁止使用普通岩石炸药 更不能使用变质炸药 雷管的起爆能不足 将导致炸药爆炸不完全产生不良气体 如雷管的延期时间过长 超过 130ms 更容易引起爆炸 在瓦 斯环境中必须选择符合部颁标准的煤矿许用电雷管 即选用适 应各级瓦斯浓度等级的毫秒延期电雷管第一系列的前五个段和 第二系列的前九个段 而且一次爆破中 只能用同厂 同批生 产的雷管 并逐个作全电阻检查 电阻差不应大于 0 25 禁 止在瓦斯环境中使用火雷管和非电塑料导爆管 2 掘进爆破的钻眼 堵塞技术对策 在中隔墙法施工瓦斯隧道中 钻眼采用湿钻 严禁采用冲 击钻或干钻 炮孔的堵塞质量对提高爆破效率 减少有害气体 和防止炸药爆炸时火花包泄起很大作用 因此 装药完毕必须 充填符合安全要求长度的泡泥 并捣实 实际用 1 u3 的泥沙混 合泡泥 湿度为 18 20 这种泡泥既有良好的可塑性 又具有 较大的摩擦系数 炮孔深度超过 1m 时 要求堵塞长度不小于 0 3m 对起爆母线 支线 端线和脚线的使用按煤矿炮采时爆 破的要求进行了控制 3 起爆电源和网络联接方式的技术对策 起爆电源在含瓦斯的隧道环境中爆破 通电时间必须小于 6ms 使用线路电源放炮 由于无法控制通电时间 电路被炸 断时可能产生电火花 引爆瓦斯 因此只能采用 mfbb 型煤矿 发爆器作为起爆电源 发爆器的钥匙必须由爆破工随身携带 严禁插在发爆器上 或转交他人 有煤尘与瓦斯爆炸危险的掌子面 严禁同时使用 两台发爆器 串联电路受母线电阻的影响不大显著 需要的总 电流小 符合发爆器起爆的特点 在含瓦斯的隧道环境中使用 较安全 但是串联网络联接时的起爆雷管个数在 100 发以下 这也是前面开挖方法中采取小断面开挖的措施之一 因此袍子 岭隧道爆破采用串联起爆网络 要求各接头密贴 结实 并用 电工胶布将接头处包裹严实 4 起爆技术对策 侧壁导坑法开挖中的左右侧导坑必须留 5m 的错台 而且 必须防止左右侧导坑出现一次装药分次爆破的操作发生 因为 先爆炮孔使末爆炮孔周围产生较大的裂隙 同时 瓦斯含量升 高 局部通风死角的瓦斯浓度在短时间内不能降致安全范围 后爆孔的炸药爆炸产生的火焰从裂隙中喷出 可能引爆瓦斯 所以左右侧导坑的钻眼爆破工序应相互错开 单侧导坑的爆破 要严格执行一次装药一次起爆 并在爆破前检查距掌子面 20m 内的瓦斯浓度 对不符合袍子岭隧道实际瓦斯质控图二中瓦斯 控制线的规定 即当 1 5 时 瓦斯浓度体积百分比 不允 许爆破 5 爆破中控制空气冲击波及其辅助技术对策 由于爆破激起的空气冲击波的温度和压力都很高 但作用 时间较短 不能将瓦斯加热到爆发温度 可是空气冲击波经过 反复迭加 则有引起瓦斯爆炸的危险 因此 掘进掌子面不得 有阻塞断面三