煤层采空区隧道施工方案

.煤层采空区地段隧道施工措施隧道洞身穿越煤层采空区地段，其对隧道施工及运营平安有较大影响，且存在集中突水可能。依据超前地质推想、预报状况，对煤层采空区承受超前预注浆及径向注浆相结合的加固方式及堵水措施。对于无充填的采空区，承受浆砌片石、片石砼等回填密实。注浆方式和方法和前述岩溶发育地段施工一样，不再赘述。.超前预报依据现有地质资料推断，局部隧道有揭穿煤层采空区的可能，为能更准确确实定煤层位置，查明采空区状况，防止透水，突泥，保证施工平安，实行合理的工程措施，在隧道开挖进入煤系地层四周，施作综合物探、钻探等超前探测手段，并依据探测资料初步推断采空区的状况，确定下一步施工方案。.施工方案由于采空区位于隧道底部、中部、顶部的状况均有可能，故必需采取相应的施工对策予以处理，主要施工流程见设计图纸所示。.煤层采空区位于隧道下方的处理当煤层采空区位于隧道下方时，关键在于对隧底的加固，在未揭穿采空区前，随时留意采空区和隧道的相对位置，确保施工平安，防止造成采空区的坍塌。当揭穿采空区顶板后，采空区未坍塌充填时，承受抛填片石及钢花管对基底压浆加固的处理措施，假设采空区已坍塌充填，且隧底距离采3mC2050cm。3m对隧道基底进展注浆加固。承受^75钢花管压注水泥浆进展加固，钢花管按纵横向间距1m，梅花形布置，管壁厚5mm，管壁上钻注浆孔，孔径10～16mm15～20cm1～1.5m注浆孔，作为止浆段。注浆终压1.0～1.5MPa。施工时留意基底注浆承受钻孔，且应钻至煤层采空区底部见基岩，下管注浆完毕后，钢花管留置孔中，管中注满浆，假设采空区深度大于10m10m50cm。5～10m.煤层采空区位于隧道中部的处理在未揭开煤层采空区前，先进展超前探测，对未坍塌充填但有水的地段，实行钻孔排水的方式放水，对已经坍塌充填的地段，实行超前支护，有水时实行超前注浆固结堵水等手段加固。揭开煤层采空区后，在隧道衬砌边墙两侧施作厚度2m的M10浆砌片石护墙，护墙外侧承受土石回填，厚度3m；当采空区位于隧道断面上部时，在隧道拱部施作1m后的C15混凝土护拱，并将加强支护的格栅拱架也打入护拱内，护拱上设干砌片石缓冲层。.煤层采空区位于隧道顶部的处理采空区位于隧道顶部，在未揭穿前超前探测提示的状况属于未坍塌充填时，实行的处理方式和前述采空区位于隧道中部的处理方式一样。当提示的采空区属于坍塌充填时，实行超前注浆固结，堵水，防止突水，突泥，然后承受台阶法开挖，超前小导管注浆预支护，并在施工中全环架设格栅拱架。.施工本卷须知施工中随时监测围岩变化，准时处理采空区顶部危石，加强超前支护及初期支护，依据实际状况衬砌适时跟进；对于探测到有瓦斯郁积的采空区，先钻孔排泄瓦斯，加强通风。隧道通过含煤或含炭质地层，具有确定的瓦斯涌出量。隧道防治瓦斯的危害主要在于防突、防爆，为保证施工设备人员的平安，主要实行的技术措施是：施工方法、超前预报、加强通风、加强瓦斯监测、配置双回路电源、固定设备防爆、实施揭煤施工工艺。.施工方法隧道通过煤层瓦斯地段的施工方法，宜承受全断面开挖方法，随掘进随进展二次衬砌封闭，并保证气密性混凝土的密实性，尽量缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面，以防瓦斯溢出。.超前预报隧道通过煤层瓦斯地层时，必需依据设计资料，结合现场实际状况，对煤层位置、长度、厚度、瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯涌出速度等指标进展测量和分析，推想瓦斯参数，做好揭煤预备，及早查明煤层的位置和瓦斯突出性，确保施工平安。利用弹性波推断前方煤层的具体位置，承受洞内超前钻孔探测瓦斯的含量及压力，按?防治煤和瓦斯突出细那么?进展煤和瓦斯突出危急性推想，以确定实行不同的技术措施。.钻爆作业①.必需承受湿式钻孔。②.炮眼深度不应小于，炮眼应去除干净，炮眼封泥不严或缺乏不得进展爆破。③.必需使用煤矿许用炸药。④.必需承受煤矿许用电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最130ms。严禁使用秒或半秒级电雷管。⑤.严禁反向装药。⑥.爆破网络必需承受串联连接方式，严禁将瞬发电雷管和毫秒雷管在同一串联网络中使用。⑦.必需使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个开挖面不得同时使用215min点，检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮等状况，如有危急必需马上处理。在瓦斯突出工区，揭煤爆破15min或自救器到工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进展检查，确认平安前方可通知送电、开动局部通风机，通风30min面、回风道瓦斯浓度，在瓦斯浓度小于1%时，CO2浓度小于1.5%后，方可解除戒备，允许工作人员进入开挖工作面。.加强通风①.加强通风是防止瓦斯积聚和瓦斯爆炸最有效的方法。②.非瓦斯工区的施工通风承受压入式或混合式；低瓦斯工区的施工通风承受压入式或巷道式；高瓦斯工区和瓦斯突出工区必需独立通风，严禁任何两个工作面之间串联通风。③.瓦斯隧道需要的风量，必需依据爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯确定涌出量分别计算，并按允许风速进展检验，承受其中的最大值。④.加强通风主要是合理选择风机的功率大小及通风方式，加强通风治理，保证有足够的风量及风速，以便稀释及加速瓦斯的排出，使洞内瓦斯含量不大于0.5%。通风设备必需防止漏风，并配备备用的通风机，而且通风机必需设置两路电源，一旦原有的通风机发生故障时，备用通风机械能够马上供风。由于停电或检修，使主要通风机停顿运转，必需有恢复通风、排解瓦斯和送电的平安措施，恢复正常通风后，全部受到停风影响的地段，必需经过监测人员检查，确认无危急前方可恢复工作；全部安装电动机和开关地点的20m合规定方可启动电器；局部通风机停顿运转，在恢复通风前，也必需检查瓦斯浓度，符合规定方可开动局部风机，恢复正常通风。风管应承受抗静电、阻燃的风管。加强通风按下述：当测定和分析属于低瓦斯时，依据正常状况下的通风设计及力气，适当延长通风时间，风管尽量靠近工作面。当测定和分析瓦斯严峻时要作特地的通风设计，承受以压入式为主的混合式通风。由于瓦斯浓度较高的地方都在开挖面顶部四周，故吹出8m～10m。当测定和分析具有瓦斯突出的危急时，进展特地的通风设计，洞内风速不宜小于/s。对于瓦斯宜于积聚处，应实施局部通风。⑤.隧道贯穿后，应连续加强通风，防止瓦斯局部积聚。.加强瓦斯监测①.低瓦斯工区可承受便携式瓦检仪，高瓦斯工区和瓦斯突出工区除便携式瓦检仪外，还需配置高浓度瓦检仪和瓦斯自动检测报警断电装置。②.承受瓦斯自动报警仪和人工检查相结合，配专职的瓦斯检测员，每班三人，对隧道进展全天候穿插巡回检测，由洞外向洞内，对机电设备集中地点、各个作业面、有可能瓦斯聚拢处进展检测。对爆破作业，实行“一炮三检制〞，即装药前、放炮前和放炮后对爆破工作面检测。③.隧道内瓦斯浓度超限时的处理措施0.520m停工，查明缘由，加强通风监测；当局部瓦斯积聚〔体积大于3〕浓度到达1.0%时，四周20m停工，撤人，断电，进展处理，加强通风；当开挖工作面风流中，瓦斯浓度到达1.0%时，停顿电钻钻孔；当煤层爆破后工作面风流中瓦斯浓度到达1.0%时，连续通风不得进人；20m0.5%时，应停机并不得启动；f.当钻孔排放瓦斯时回风流中瓦斯浓度到达1.5%时，撤人，停电，调整风量；g.当竣工后洞内任意处瓦斯浓度到达0.5%时，查明渗漏点，并向设计单位反映，增加运营通风设备。.洞内设置双回路电源为了瓦斯隧道保持连续通风，防止诱发瓦斯事故，对高瓦斯工区和瓦斯突出工区供电系统配置两路电源，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。供电系统做到瓦斯浓度超标时供电系统及局部通风机通风电源的自动闭锁。洞内配置双回路电源线路及完善的检漏装置，变配电设备均承受防爆或隔爆型；隧道施工时的网电为主回路电源，配内燃发电机组为另一回路电源，用于特别状况下〔瓦斯浓度超过规定〕切断主回路电源时，另一路电源应在15min通风、照明、排水的需要。.承受防爆、隔爆设施隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电器设备和作业机械必需使用防爆型。防爆机电设备必需到达国家规定的标准，使用前托付指定的或权威的检测机构进展检测和鉴定。机电设备和电缆的检查频率要符合周期的规定，觉察问题准时处理。防爆性能受到损坏的机电设备必需马上处理，不符合防爆技术性能要求的不得使用。凿岩时承受湿式钻岩，防止钻头发生火花，洞内操作时，防止金属和坚石撞击、摩擦发生火花。爆破作业，使用煤矿平安炸药及毫秒电雷管，且毫秒电雷管的总延期时间不得超过130s，爆破电闸安装在颖风流中，并和开挖面保持200m铲装石渣前将石渣浇湿，防止金属器械摩擦和撞击发生火花。实际上，瓦斯隧道内对固定敷设的电缆、照明、信号在承受防爆型后，移动的电器设备和作业机械，也可承受非防爆型。放炮后，瓦斯浓0.5%以下后才允许作业机械进洞作业，正常通风条件下，瓦斯浓度保持较低的稳定状态；瓦斯浓度随时监测，一旦消灭瓦斯上升情况，超过1%时作业停顿，人员要撤离。.照明设施照明承受防爆灯或蓄电池灯。.揭煤措施①.揭煤方法5－10m前钻孔，揭开煤层前掌子面至煤层之间必需留确定厚度的岩墙：急倾斜煤层留2m；缓倾斜煤层留。当煤层压力小于1MPa时承受振动放炮；大于1MPa首先作好爆破设计，使用煤矿平安炸药，承受电雷管起爆，电缆线作导线。放炮时，要求领工员和工班长、瓦斯检测员、放炮员即“三员〞实行“一炮三检制〞。炮眼堵塞用水炮泥，必需用水风钻打眼，不得打浅眼〔≮60cm承受全断面，一次揭穿煤层。揭煤前后加强瓦斯监测和通风。主风机正常运转，备用主风机及二路电路保持正常状态。②.远距离放炮揭煤施工要求炮眼数量多于正常掘进的炮眼数量，掏槽炮眼布置承受直眼掏槽或楔形掏槽。装药量多于正常掘进的所需装药量，确保一次揭开煤层。c.必需用黏土封堵炮眼，并封堵密实，不漏气。d.石门揭煤爆破在洞外起爆，洞内必需停电、停顿一切作业，全部50me.揭开煤层后，应检验工作面前方10m5m③.半煤半岩段和全煤层段掘进、支护和二次衬砌施工要求，在全煤层中必需承受电煤钻钻孔，应少钻孔、少装药。打穿煤层的炮眼应在岩石段装药，煤层需爆破时，必需承受松动爆破。在脆弱裂开岩层或煤层中掘进，应承受超前支护或预注浆，防止坍塌或瓦斯突出。爆破后准时锚喷支护及以气密性混凝土进展二次衬砌，准时封闭瓦斯。仰拱准时施工，保证拱、墙、仰拱衬砌能够形成闭合整体。煤系地层设防段的二次衬砌应预留注浆孔，二次衬砌完成后应及时注浆，充填空隙，封闭瓦斯。.严格执行有关规章制度①.瓦斯检查制度。指定专人定时和常常进展检查，测定风流中瓦斯含量，严格执行瓦斯允许浓度的规定。瓦斯检查承受瓦斯遥测装置、定点报警仪和手持式光波干预仪，随时觉察特别状况，准时报告技术负责人，实行措施进展处理。②.洞内严禁使用明火，严禁将火柴、打火机、手电筒及其他易燃品带入洞内；洞内上不得进展电、气焊作业，不行防止的焊接必需0.5%以下进展；任何人进入隧道前必需在洞口进展登记并承受检查人员的检查，进入瓦斯突出工区的作业人员必需携带个人自救器。③.全部瓦斯监测人员、通风治理人员、领工员、技术员、机械操作及维护人员、炮工、抢救人员等全部进洞人员必需经过瓦斯学问和防止瓦斯爆炸的平安学问培训，持证上岗；同时成立特地的紧急抢救组，抢救人员未经过特地瓦斯事故救援培训不准在瓦斯爆炸后进洞抢救。④.瓦斯监测人员必需选择工作认真负责、有较强的业务力气、经过专业培训、考试合格后，方可进展瓦斯监测工作。⑤.瓦斯隧道施工必需成立抢救队。抢救队和当地矿山抢救队建立协作关系，必要时进展抢险和抢救。.防突技术措施①.接近突出煤层前，必需对设计标高标示的各突出煤层位置进展超前探测，标定各突出煤层准确位置，把握其赋存状况及瓦斯状况。②.施工时，承受以下5种方法中的2种对突出危急性进展推想，并相互验证。煤层瓦斯压力的测定承受专用的机械装置、液体测压、水泥砂浆封孔测压及黏土测压等方法。承受黏土测压法时，按以下步骤进展：6－8mm，7m。――将特制的柱状黏土〔含自然水分经炮泥机挤压成型的炮泥〕送0.20.3－，用堵棍捣实。――每堵1m黏土柱打入1个木塞，木塞直径小于钻孔直径10－15cm。打入木塞时应保护好紫铜管，防止折断。0.5－处用水泥砂浆封堵。经24h力表测压，并具体记录压力上升和时间关系，指导压力稳定为止。稳定后的压力即为煤层瓦斯压力。煤层瓦斯突出危急性，按以下两个综合指标判定：D=(0.0075H/f-3)〔P-0.74〕K=△P/f式中D――煤层的突出危急性综合指标；K――煤层的突出危急性综合指标；H――开挖工作面埋深〔mP――煤层瓦斯压力。取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值〔MPa△P――软分层煤的瓦斯放散初速度指标〔mmHgf――软分层煤的平均稳固性系数。用综合指标D和K推想煤层突出危急性的临界值符合下表的规定。综合指标D、KD

煤的突出危急性综合指标K无烟煤 20 15注：1当D＝〔0.0075H/f-3P-0.74〕式中两个括号内的计算值D2地质勘探时进展煤层突出危急性推想时，突出威逼应为无突出危急煤层。――钻屑量可用质量法或容量法测定：质量法：每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用弹簧称称量质量。容量法：每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用量具测量钻屑体积。

〕的测定：2钻孔时，在预定的位置取出钻屑，用孔径1mm3mm1－3mmMD-2至煤样瓶刻度线水平〔10g3min时记录解吸仪的读数，该值即为△h

，单位为Pa。2――钻吸解吸指标〔K1WTC2m，取一次钻屑作解吸特征测定。取样时，备好秒表、筛子，钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛100g分好的1－3mm的煤样装入WTC仪器的煤样罐内，盖好煤样罐，预备测t0

t0

为1－2min定，经5min后，当仪器显示t0

时，用键盘输入t，按监控键，仪器显示0LLFK值。0 0 i 11.2kW42mm径麻花钻杆10m钻孔，并启动秒表，钻进速