王家坪隧道施工中瓦斯综合防治技术探析

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1、王家坪隧道施工中瓦斯综合防治技术探析摘要：瓦斯隧道施工过程中，如何做好瓦斯检测、建立有效的通风系统、穿越煤层时的超前探测、瓦斯隧道的开挖、支护和加强隧道的施工管理等六方面是瓦斯隧道施工成败的关键。关键词：隧道；施工；瓦斯；防治；施工管理一、工程概况王家坪瓦斯隧道设计为分离式双向四车道隧道，隧道左线长2350m,起迄桩号为LK17+240-LK19+590；隧道右线长2335.4m,起迄桩号为RK17+304.6〜RK19+640,属于长隧道。其中E6合同段负责出口段左线1170m,起迄里程桩号为LK18+420〜LK19+590；右线1240m,起迄桩号为RK18+400〜RK19+64

2、0。隧道位于奉节县汾河镇大洪村境内。在开挖过程中有煤层出现，有20〜100cm厚煤层,含有瓦斯，现已经检测确认含有瓦斯；存在煤层瓦斯涌出危害，煤层有爆炸危险性。王家坪隧道右线掌子面煤层达100cm厚二、瓦斯检测1.瓦斯的爆炸界限据实验研究表明，在正常情况下，瓦斯爆炸的上下界限为5%〜16%,当瓦斯浓度在9.5%时发生爆炸，爆炸威力最大。值得注意的是，瓦斯爆炸的界限并不是在任何情况下都是固定不变的。如有其它可燃性气体或煤尘混合，或混合气体的温度、压力发生变化时，都会使瓦斯爆炸界限发生很大的变化。2•隧道内瓦斯容许浓度参照现行《铁路瓦斯隧道技术暂行规定》的5.4节中“瓦斯超限与处理”中对隧道

3、内容许的瓦斯含量作出如下规定：隧道总回风流中不大于0.75%；开挖工作面回风流不大于1%；开挖工作面风流不大雨1.5%。没有对某些具体的作业地点、作业环境作具体规定。为了便于施工中对瓦斯浓度进行监控，我查阅了《煤矿安全规程》，参考了以往一些瓦斯隧道的做法，并请教了有经验的瓦斯检测工作人员，综合考虑本隧道的实际情况，对某些重要的作业点和作业环境的瓦斯容许浓度作如下规定。隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施3.瓦斯检测机构及检测设备王家坪隧道属于瓦斯隧道，根据相关规范要求，项目部成立了专职的瓦斯检测小组，具体负责隧道内的瓦斯检测、通风系统的管理、检测仪器设备的日常维护和施工人员的教育。王家坪隧道

4、配备的瓦斯检测仪均为便携式的，主要检测仪器有：4.瓦斯检测制度瓦斯隧道施工必须严格瓦斯浓度检测制度。瓦斯浓度检测的地点和范围主要在隧道内的各作业点和作业环境，还有局部坍方点，煤层煤线及石质破碎带等。检测的次数根据工序和“班制”决定，每工序工班必须检测4〜8次,平均每1〜2小时检测一次，当瓦斯浓度不稳定或偏高时，增加检测次数。每个检测断面测5个点，即隧道拱顶、两侧拱脚和两侧墙脚，每次检测的数据都要及时填写在瓦斯检测记录本上。隧道内设有瓦斯巡回检测人员，执行瓦斯巡回检测制度，全面掌握整个隧道的瓦斯情况。一旦发现瓦斯浓度超标,要采取紧急措施，停止工作，将所有施工人员撤出洞外，并查明原因制定相应

5、的处理措施。三、建立有效的通风系统1.通风方案的确定王家坪隧道左右线均建立独立的通风系统，采用压入式通风方式，其风流径路为：隧道口主风机风管正洞正洞开挖作业面回流隧道口排入大气中。2•通风量的计算瓦斯隧道要有足够的风量和风速，稀释瓦斯使其浓度达到容许范围内，并吹散积聚瓦斯，保证隧道内空气清新，人员、机具有足够的新鲜空气量。本隧道的通风量根据以下五个方面计算确定的。⑴根据隧道内同时工作的最多人数计算风量，最高峰施工人员60人(开挖工15人、支护15人、衬砌14人、防水板安装6人、杂工5人)，管理人员5人，其他人员10人，共70人，一般按每人供给4m3/min新鲜空气计算，即：Ql=70人X

6、4m3/min=280m3/mino⑵根据隧道一次爆破最大炸药用量计算风量，即：Q2=7.8X[G(AL)2]l/3/t=7.8X[220X(110X60)2]l/3/20=1785m3/min式中：Q—工作面风量t—洞内排烟时间，取20minG—同时爆破炸药量，取220kgA—隧道断面积，取110ni2L—隧道临界长度，取60m⑶根据洞内内燃机设备的总功率(KW)计算风量，一般每KW供风量不少于3m3/min风量(考虑洞内长期保持3台汽车(206KW)、1台装载机(162KW)、1台挖掘机(107KW)),即：Q3=3m3/minX3台X206KW+3m3/minX1台X162KW+3

7、m3/minXl台X107KW=2661m3/min⑷根据瓦斯隧道内的瓦斯绝对涌出量计算风量，瓦斯的绝对涌出量是通过隧道内实测获得。即：Q4=100qk/(1-nO)=100X5m3/minX1.5/(1-0)=750m3/min式中：Q—工作面风量q—瓦斯绝对涌出量，测得5m3/minnO—进风中的瓦斯浓度，取n0=0k—瓦斯涌出不均衡系数，取1.5-2.0⑸根据瓦斯隧道能吹散积聚瓦斯的最低风速计算风量，即：Q5=60SV=60X