瓦斯隧道施工技术.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除瓦斯隧道施工技术施工方案1、 隧道开挖：瓦斯隧道开挖方案除考虑施工进度、岩层条件、施工机械、掘进断面等因素外，由于在瓦斯工作面爆破作业时，受一次起爆延期时间不得超过130ms(毫秒雷管前5段)的限期，还需考虑爆破作业对围岩的影响及爆破效果等因素。对于平导开挖，可以采用全断面一次开挖方案；对于大断面正洞开挖，由于断面大，雷管段落别少，围岩稳定定性差，从安全角度出发，应采用正台阶开挖方案和上下半断面三步开挖方案。(1) 正台阶法此方案适用于含煤和瓦斯地层段、类围岩的开挖。上部开挖高度为开挖轮廓线下1.82.3m，采用人工手持风钻打眼，人工装药，光面爆破，人工将碴子扒至后部；中部、下部也采用人工手持风钻打眼，光面爆破，ZL-120B防爆型轨行立爪装碴机装碴，XK8-7/140-BT电瓶车牵引S8(或S14)梭式矿车出碴，斜井则采用6m3侧卸式矿车和绞车提升方案出碴。(2) 上下半断面三步开挖法a、 该方法主要适用于煤层段和半煤岩地层段的开挖，上半断面5.0m，分两部开挖，第一步弧拱开挖，进尺11.2m立钢支撑，超前锚杆网喷支护，第二步分侧交错开挖，按顺序接钢支撑腿，喷锚网喷支护，层开挖长度58m，两步间距35m。下半断面分侧开挖，按顺序接钢支撑腿，喷锚网喷支护，人工手持风钻钉眼，电爆破防爆机械出碴。隧道开挖按照和的顺序施工。仰拱的施作和隧道的捡铺底仰拱的开挖和隧道的捡铺底对工作面开挖的影响很大，在有平洞地段利用横通解决运输干扰问题比较容易，而在独头掘进地段，能否解决运输干扰问题则是制约施工的关键。使用临时过轨桥，出碴运输，开挖仰拱在过桥下进行，每次施作810m，开挖完仰拱后，仰拱和铺底一次成型，以达到铺底紧跟开挖，改善洞内运输条件，为快速施工创造条件。2、 衬砌作业面面俱到减少开挖后岩层，特别是煤层的暴露时间，保证开挖断面的稳定性和减少瓦斯涌出量，煤系地层瓦斯段按设计全部采用复合式曲墙仰拱封闭型支护结构，初期以锚、喷为主，二次模注砼采用气密砼，同时利用双面焊无钉铺设瓦斯隔离板新技术。消除锚孔眼和焊接不紧密的情况，形成环形封闭，各工作缝用橡胶止水带密封，以达到支护力强，封闭密实，从而共同承受围岩与瓦斯的压力。为了做到即时开挖即时封闭，施工中坚持一炮一喷制度，铺底紧跟工作面，尽快形成隧道的生产能力。衬砌施工采用全断面模板台车和泵送砼，衬砌落后铺底50100m。电爆破技术爆破器材选择根据揭煤后的瓦斯涌出情况，参照煤岩系统矿井瓦斯等级的划分的标准，对于非突出性煤层，爆破器材可按低、高瓦斯矿标准选择，对低瓦斯工作面，可选择2#煤矿许用的硝铵炸药，对高瓦斯工作面，可选择二级煤矿乳化炸药或3#煤矿许用的硝铵炸药。起爆器材选择15段煤矿许用的毫秒电雷管及防爆型电容式发爆器。2、掏槽形式及参数(见图)a、 对于、类围岩，由于岩石较硬，掏槽难度较大，采用双临孔平行直眼掏槽方式。b、 对于类围岩，采用单临孔平行直眼掏槽方式。c、 对于半煤岩断面，由于瓦斯浓度较大，围岩稳定性差，炮孔深度减少，采用垂直楔形掏槽方式。当采用空眼作为临空面掏槽时，如空眼内瓦斯浓度超过1%或有瓦斯涌出迹象时，爆破前应采取措施，处理后方可进行爆破作业，否则应采用黄泥堵塞空眼。爆破参数a、瓦斯隧道施工中，采用中深孔或浅孔爆破，对全岩断面孔深取2.5m，半煤岩及煤层断面孔深取1.5m，炮孔直径取42mm；b、 药量：对于有瓦斯爆炸的工作面，装药长度不能超过孔深的2/3，其余部分用炮泥全部填塞。对于掏槽眼，采用38mm直径药卷，以增大装药量，防止沟槽效应，为保证掏槽效果，周边眼采用25mm直径药卷，崩落眼采用35mm直径药眼，装药系数取0.50.65，全岩断面炸药单耗为1.31.8kg/m3，半煤岩断面炸药单耗0.861.25kg/m。4瓦斯隧道爆破作业技术要求1 一般规定 铁路瓦斯隧道施工单位的各级行政领导是安全生产的第一责任者。 铁路瓦斯隧道施工单位，应建立专职的瓦斯安检机构，负责瓦斯安全检查与监测工作，成员必须具有一定的专业知识。 洞内应设专职瓦斯安全检查员，负责检查、监督安全措施的全面实施，当发现事故预兆时，有权责令现场人员停止工作，并按有关安全规定采取处理措施。 从事铁路瓦斯隧道工作的所有人员，都必须进行强制性的瓦斯隧道施工安全技术培训，并经考核合格后方准上岗。 专职瓦斯检查员、爆破工、电工和各种设备司机，必须进行专门的安全技术培训，并经考核合格后方可上岗。 含瓦斯区段，必须采用防爆型机电等设备。 铁路瓦斯隧道各区段均应进行瓦斯监测，设备消防设施，含瓦斯区段应配备救护队。2、器材的有关要求铁路瓦斯隧道在煤层及距煤层10m以内的爆破工作面，或浓度大于0.3%的岩层工作面，都必须使用取得产品合格证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管，采用安全电力起爆。严禁使用含水量超过0.5%的铵梯炸药。采用煤矿许用炸药时，宜选用2#或3#煤矿许用炸药，有瓦斯突出危险的地段，必须使用3#煤矿许用炸药，煤矿乳化油炸药等。严禁使用秒或半秒电雷管，使用煤矿许用毫秒雷管时，最后一段的延期时间不得超过130MS。采用安全电力起爆时，必须使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个工作面不得同时使用两台或多台起器放炮。电爆网路必须采用串联连接方式，不得并联或串联。(3)爆破作业有关要求：铁路隧道含瓦斯工区洞内采用普通光电测距仪器，测量时，工作范围内的瓦斯浓度必须小于1%洞内装碴时，必须将石碴润湿，装碴机铲斗不得猛力与石碴碰击。铁路瓦斯隧道含瓦斯工区爆破应严格执行“一炮三检”制度，即钻眼前、装药前、起爆前均应进行瓦斯浓度检查。铁路瓦斯隧道含瓦斯工区钻孔作业，应符合下列规定：A、施钻前，应测定工作面附近20m以内，风流中瓦斯浓度，在1%以下方可钻孔。B、在施钻过程中，要随时检测瓦斯浓度。C、必须采用湿式钻机。D、炮眼深度不得小于0.65m。采用电雷管爆破，并采用正向连续装药结构，起爆药以外不得装盖药。严禁反向装药或间隔装药。在岩层内爆破，炮眼深度在0.9m以下时，装药长度不得超过眼深的1/2，炮眼深度在0.9m以上时，装药长度不得超过眼深2/3，在煤层内部，装药长度不得超过炮眼深度的1/2，所有眼的剩余部分都应用炮泥堵塞。炮泥应用粘土炮泥，严禁用煤粉，块状材料或其它所燃材料作炮泥。电爆操作技术和安全要求(补充)1、从电雷管送到爆破工作面起，必须把照明和动力线撤至爆破面30m以外，并不使其-5轨道，管路、岩石接触或浸在水里。2、工作面应从30m以外处用投光灯照明。3、严格按爆破设计装药。4、装药时应防止将电雷管脚线或桥线捣断造成断路。5、联线前应把手擦净并把导线 上的污物及锈清除干净，接头要求联接紧密，每个接头都应稳定悬空，不得与水、岩石、钢轨、管路等接触。6、工作面联线完后，必须仔细检查，防止漏结、错结以及接头触地和短路。7、装药时，电雷管脚必须短路，只在联线上时才准解开，并不得与金属导体、水、岩石等接触，已敷设好的爆破网路两端，在未与下一部分导线联结前必须联成短路，爆破网络的主线在与电源联接以前两端应结成短路。8、必须严格遵循由爆破工作面向外逐段联结爆破网络，禁止从电源处向爆破工作面敷设爆破网路。9、主线必需有两条，禁止利用水和钢轨、管路作为导线之一。10、爆破主线应敷在电线管路的对侧，在不得已时与钢轨，管路的间距必需大于0.51.0m，应尽可能悬空架设。瓦斯隧道施工通风设计一、瓦斯隧道的通风标准铁路瓦斯隧道的施工通风标准有两个方面：其一、确定各个工作面及有关地段的瓦斯容许浓度；其二、确定各工作面及巷道所需的最小风速(防止瓦斯积聚的最小风速)1、容许浓度(详见铁路瓦斯隧道技术暂行规定)坑道总回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不大于0.75%，开挖工作面回风流中瓦斯浓度不大于1%，开挖工作面风流中瓦斯浓度不大于1.5%，局扇及其开关附近10m内瓦斯浓度不大于0.5%。2、最低风速在铁路瓦斯隧道施工中最小风速能防止瓦斯积聚，取径验数据0.51.0m/s。三、瓦斯隧道通风计算1、铁路瓦斯隧道施工期间必须设置合理的机械系统，其需要的风量应根据下列要求分别计算，并取其最大值作为设计风量。按隧道内同时工作最多人数以每人每分钟供给新鲜空气4立方米计算风量。按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算风量。按隧道内各工作面瓦斯涌出量计算风量。按瓦斯隧道所需的最小风速(防止瓦斯积聚的最小风速)进行风量计算。对于采用洞内同时工作人数和同时爆破最多炸药耗量两种情况所需风量的计算方法，均按一般常规隧道施工通风计算方法进行。就瓦斯涌出量和最小风速值计算所需风量。a、破落煤块时的瓦斯涌出量计算：b、新暴露煤壁瓦斯涌出量的计算：c、未衬砌(已喷砼)道壁的瓦斯涌风出量：由以上计算得出各项瓦斯涌出量计算结果，进行汇总即可得出隧道内总数总的瓦斯涌出量。需要风量计算a、按瓦斯涌出量计算工作面所需风量；b、按瓦斯隧道的最低风速计算风量；c、工作面局扇需要风量；d、主风机风量。四、瓦斯隧道施工通的安全措施1、主风机必须安装在通风机房或通风洞内，并应设一套同等能力的备用风机。2、主风机能反转，在10min内可改变风流方向，其反向风量不得小于风机正常风量的60%。3、局扇安装在新鲜风流中，并应装设风电闭锁设备。4、通风管应具有阻燃和抗静电的性能。5、瓦斯隧道应设有专门的通风管理机构。6、瓦斯隧道在施工期间应连续通风。7、备用机应保持良好状态，在10min内能启动供风。8、平行导洞回风道，应及时封闭不用的横通道，使用的横通风要设正，反两道风门。瓦斯隧道机、电设备一、一般规定：1、瓦斯隧道采用以电力为动力的有轨运输及与其配套的机械。2、进入隧道的施工机械及电气设备应具有防爆和隔爆性能，机具外表应有明显的防爆标志。3、电动机开关附近20m内风流中瓦斯浓度达1.5%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。4、严禁洞内配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向洞内供电。5、坑道内不得带电检修、搬迁电气设备(包括电缆和电线)。6、瓦斯隧道供电应配置两套电源，隧道内应采用双源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。架设两回路线路有困难时，亦可就近设发电站作为备用电源，其负荷可考虑与安全有关的少数重要的用电。7、隧道内敷设的高压电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆，低压电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆和分支连接，必须 使用与电缆配套的防爆连接器，接线器和插销。二、瓦斯隧道挖、装、运及施工通风的机械配套：1、钻孔：YT-28凿岩机，重机身重26公斤，最大深度5m，钻眼孔径34-42mm。2、装碴；平导及正洞上半断面掘进工作面采用P-30B(ZYP-17)装载容量0.3立方米，装载能力3050立方米/h，电机型号YBB174(防爆)正洞下半断面掘进装碴采用MFL150B30型蟹爪电动式装岩机，装载能力150立方米/n，功率46.2KW(防爆)3、运碴：采用S8D矿车，牵引采用XK8-7/140KBT电瓶电4、施工通风：主扇采用ZK6018风量12007200立方米/min配用电动机容量100500KW局扇采用DXB881(天津风机厂)风量1000立方米/min三、供配电1、外部电源瓦斯隧道施工采用双回路外电源，除贯通高压电外再在洞外建一座柴油机发电站，容量480KW(四台120KW机组)，当外部电源发生故障，要求电站在10min内可开动供电。2、电压瓦斯隧道内各级配电和机电设备额定电压：高压不大于1000V低压不大于380V3、照明供电为保证正常工作照明及险情时人员的安全撤出和险情处理，采用单独的照明系统。4、供电设备的“三专”“两闭锁”a、“三专”专用变压器、专用开关、专用线路。b、“两闭锁”指“瓦电闭锁”与“风电闭锁”“瓦电闭锁”(见下图)瓦斯隧道施工中，在煤系地段因为通风不良或其它原因，会在短时间内大量瓦斯集聚超限，此时如操作电气和机械设备，可能会因漏电、短路、操作电弧等原因产生火花、引燃，引爆瓦斯，故采取在区域供电主开关处设置AXJ2型瓦斯断电仪，将共探头设在有瓦斯突出及工作面适当 地点，当瓦斯超限时，该探头能发出警报信号，同时经断电仪控制迅速切断供电主开关，瓦斯浓度未降到要求标准时，断电仪能控制主开关不能合闸送电，从而保证了施工和人身安全，也即实现瓦斯超限时与供电主开关的闭锁功能。“风电闭锁”(见下图)瓦斯隧道施工中，因停电、放炮等原因各局扇及机电设备要停止使用，这时可能某些部位瓦斯会聚集超限，当恢复供电后，如同时启动机电设备和局扇，或在局扇之前启动机电设备，均可能会因机电设备，电缆线路的漏电、短路、操作产生火花电弧，引燃引爆瓦斯，因此必须是局扇先行启动供风，稀释瓦斯达到标准后，动力设备才能启动操作，在局部和动力设备主开关间没有电气闭锁线路，即“风电闭锁”，任何情况下，局扇停止，则动力设备即停止工作，风扇启动时，其它动力设备不会同时启动，以保证安全。四、其它安全措施1、洞内移动式变电站为中性不接地矿用专变，设有高灵敏度漏电保护，并实施“瓦电”“风电”闭锁。2、设置独立的接地保护网，所有机电设备外壳与保护网都采用大于16mm2的软铜线连接。3、为防止洞外杂散电流径电轨进入洞内，洞口位置的钢轨连接处设置绝缘接头，并将洞外轨端接地。预防瓦斯（煤）突出的措施：存在煤与瓦斯突出的围岩有如下特点：1、瓦斯压力大；2、大多发生在地质变化较大的地区；3、煤层松散，暗淡和干燥的煤层；4、涌出现象一般是距地表200250m深度以下才开始出现。瓦斯突出前，有预兆，分有声和无声两类：1、有声预兆：如远处雷声、爆竹声、机枪声等；2、无声预兆：顶板来压，片帮、掉碴，工作面有凉风感，煤尘飞扬。瓦斯的预测预报使用ZY-150型全液压钻机进行水平超前钻探，超前钻探分两次进行。第一次超前钻探：距煤层3050m，打23个钻机，确定煤层位置，并测试瓦斯压力和浓度。第二次超前钻探：距煤层1015m，打23个钻孔穿透煤层，测出瓦斯浓度，瓦斯压力(p)，采集煤样测定煤的坚固系数和瓦斯放散初速度。瓦斯预测预报采用综合指标法，公式如下：D=(0.0075H/f -3)(P-0.74)K=p/f式中: D 煤层的突出危险性综合指标 K 煤层的突出危险性综合指标 H 指煤点距地表垂直深度(m) P 煤层瓦斯压力(Pa或kg/cm2),水平钻孔中实测 f 煤垢坚固性系数,水平钻孔中取样实测 P 煤层瓦斯放散初速度,表示煤的破坏程度根据实测资料,求出D或K的值,进行判断:D2.5 K15有突出危险D2.5 K 15 有非突出危险排放孔设计和施钻控制1、排放范围和排放半径排放范围是指开挖断面轮廓线以外的排放控制范围，“防突细测”规定为石门周界以外4m。排放半径：主要考虑煤层透气性系数和排放时间，暂定0.75m，排放孔直径=75mm。在排放范围内，无论是开挖断面内或开挖断面外，在纵向和横向都采用均匀布孔方式。2、施钻控制，确保各个排放孔位置正确，钻孔密度均匀，不致漏钻，少钻。a、为便于钻工操作和检查控制，将钻孔工作面喷砼找平，根据钻孔位置、高度和钻孔方位，计算出各个钻孔在工作面上的孔口位置，用红油漆将各个孔口在工作面上点画出来，并标上编号，以确保孔位正确。b、施钻顺序：先上部和两侧、后中间和下部，在钻进中，如遇喷孔、顶水、顶钻时，采用“慢退”“慢进”来回钻进的方法，钻孔达到预定位置后，退钻时应来回清洗钻孔，使孔道保持畅通，确保达到排放效果。c、钻够孔数，避免漏钻。施钻中，如遇顶进，顶钻严重，钻不进时，应缓缓退出钻杆，另钻一孔，待排一段时间瓦斯后，再行施钻，若再钻不进，就在旁补打12个孔，以达到布孔要求。安全防护措施1、揭开煤层爆破时，全隧道停电撤人。2、加强瓦斯检测监控(实行瓦斯自监系统和瓦斯检员检测相结合)有突出危险的工作面设专人检测瓦斯和观察煤与瓦斯突出预兆，严禁瓦斯超限作业。3、加强风机、风门管理，确保正常通风。4、搞好电器设备的定期与日常检查，使用和维修，确保不失爆5、在平导内安设瓦斯遥测声光报警装置，当瓦斯浓度超过1.0%时自动报警，电瓶车停止运行。6、在洞内修建避难所，所内设正压供风和配自救器并安设直通洞口的防爆电话。7、确保避难线路的畅通，在主要地点悬挂标志牌。8、在揭煤工作面设置一定数量的自救器。9、一律实湿式作业，揭煤工作面必须洒水，必须先洒水后出碴。10、揭煤期间救护队在避所待命，医疗救护组在洞口值班。防止煤尘与瓦斯爆炸的安全技术措施1、保证充足供风量，加强通风管理，建立严格测试制度，严禁产生循环风。2、风机的安装应严格按安全规程操作，主扇应有反风设施，装配风机设避锁装置，风管吊挂应平顺整齐。3、工作面必须安设瓦斯自动检测报警断电装置，配专职瓦斯检查员，做到班检班报，警示标醒目。4、洞内所电器设备均必须采用矿用防爆型，不得带电检修，洞内敷设电缆，严禁装成“鸡爪子”“羊尾”和明接头。5、由洞外架空线引入洞内的供电线路，通风线路及轨道，在入洞处都必须有避雷装置和集中接地装置。6、电器设备的金属外壳，构架等均应接地，接地电阻不得超过27、距电焊工作点10m范围内不准堆放可燃材料，应设有供水管路，灭火器材应齐备完好，有专人检查。8、运送电雷管、装配引药及装联线、放炮以前，必须测定杂散电流，当任一处超过30mA时，应停止工作并进行处理。9、揭煤施工应设计避灾路线。瓦斯隧道预防瓦斯渗入衬砌煤系地层地段二次衬砌采用气密性砼，其衬砌背后设全环瓦斯隔离板、环向沟及拱顶，墙脚纵向管，并对“三缝”进行防渗处理。一、瓦斯隔离塑料板隔离板的施作应在初期支护变形基本稳定，在二次衬砌灌筑前进行。施作点距爆破面应大于150m，距灌筑二次衬砌处应大于20m。1、铺设塑料板应具备以下条件喷射砼的开挖严格控制超挖，欠挖，如有欠挖，必须凿除，若有不平