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隧道瓦斯地层爆炸 瓦斯是地下坑道内有害气体的总称，其成分以沼气（甲烷CH4 ）为主，一般习惯即称沼气为瓦斯。 当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等岩层，或从其附近通过而围岩破碎、节理发育时，可能会遇到瓦斯。如果洞内空气中瓦斯浓度已达到爆炸限度与火源接触，就会引起爆炸，对隧道施工会带来很大的危害和损失。所以，在有瓦斯的地层中修建隧道，必须采取相应措施，才能安全顺利施工。 一、瓦斯的性质 （1）瓦斯（沼气）为无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混合在一起，发生类似苹果的香味，由于空气中瓦斯浓度增加，氧气相应减少，很容易使人窒息或发生死亡事故。 （2）瓦斯比重为0.544，仅占空气一半，所以在隧道内，瓦斯容易存在坑道顶部，其扩散速度比空气大1.6倍，很容易透过裂隙发达、结构松散的岩层。 （3）瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色，随瓦斯浓度的增大而变淡，空气中含有少量瓦斯时火焰呈蓝色，浓度达5%左右时，火焰呈淡青色。 二、瓦斯的燃烧和爆炸性 当坑道中的瓦斯，浓度小于5%遇到火源时，瓦斯只是在火源附近燃烧而不会爆炸；斯浓度在5%~6%到14%~16%时，遇到火源具有爆炸性；瓦斯浓度大于14%~16%，一般不爆炸，但遇火能平静地燃烧，瓦斯浓度爆炸界限见表 。 瓦斯燃烧时，遇到障碍而受压缩，即能转燃烧为爆炸。爆炸时能发生高温，封闭状态的爆炸（即容积为常数），温度可达26500C，能向四周自由扩张时的爆炸（即压力为常数），温度可达18500C。坑道中发生瓦斯爆炸后，坑道中完全无氧，而充满氮气、二氧化碳及一氧化碳气。这些有害气体很快传布到邻近的坑道和工作面，凡是来不及躲避的人，都会遭到中毒窒息，甚至死亡。 瓦斯爆炸时，爆炸波运动造成暴风在前，火焰在后，暴风遇到积存瓦斯，使它先受到压力，然后火焰点燃发生爆炸。第二次瓦斯受到的压力比原来的压力大，因此爆炸后的破坏力也更剧烈。 三、瓦斯放出的类型 从岩层中放出瓦斯，可分为三种类型： （1）瓦斯的渗出：它是缓慢地、均匀地、不停地从煤层或岩层的暴露面的空隙中渗出，延续时间很久，有时带有一种嘶音。 （2）瓦斯的喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂缝或孔洞中放出，喷出的时间有长有短，通常有较大的响声和压力。 （3）瓦斯的突出：在短时间内，从煤层或岩层中，突然猛烈地喷出大量瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大轰响，并夹有煤块或岩石。 以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为大。 四、防止瓦斯事故的措施 （1）隧道穿过瓦斯溢出地段，应预先确定瓦斯探测方法，并制订瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。 （2）隧道通过瓦斯地区的施工方法，宜采用全断面开挖，因其工序简单、面积大、通风好，随掘进随衬砌，能够很快缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面，有利于排除瓦斯。 上下导坑法开挖，因工序多，岩层暴露的总面积多，成洞时间长，洞内各工序交错分散，易使瓦斯分处积滞浓度不匀。采用这种施工方法，要求工序间距离尽量缩短，尽快衬砌封闭瓦斯地段，并保证混凝土的密实性，以防瓦斯溢出。 （3）加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的办法。把空气中的瓦斯浓度吹淡到爆炸浓度以下的1/5~1/10 ，将其排出洞外，有瓦斯的坑道，决不允许用自然通风，必须采用机械通风。通风设备必须防止漏风，并配备备用的通风机，一旦原有通风机发生故障时，备用机械能立即供风。保证工作面空气内的瓦斯浓度在允许限度内。当通风机发生故障或停止运转时，洞内工作人员应撤离到新鲜空气地区，直至通风恢复正常，才准许进入工作面继续工作。 （4）洞内空气中允许的瓦斯浓度应控制在下述规定以下： ①洞内总回风风流中小于0.75%。 ②从其他工作面进来的风流中小于0. 5%。 ③掘进工作面2%以下。 ④工作面装药爆破前1%以下。 如瓦斯浓度超过上述规定，工作人员必须立即撤到符合规定的地段，并切断电源。 （5）开挖工作面风流中和电动机附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。 开挖工作面内，局部积聚的瓦斯浓度达到2%时，附近20m内，必须停止工作，切断电源，进行处理。 因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可开动机器。 （6）瓦斯隧道必须加强通风，防止瓦斯积聚。由于停电或检修，使主要通风机停止运转，必须有恢复通风、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段，必须经过监测人员检查，确认无危险后方可恢复工作。所有安装电动机和开关地点的 20m范围内，必须检查瓦斯，符合规定后才可启动机器。局部通风机停止运转，在恢复通风前，亦必须检查瓦斯，符合规定方可开动局部风机，恢复正常通风。 （7）如开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，使用一般的通风手段难以稀释到安全标准时，可使用超前周边