瓦斯地层隧道施工.docVIP

瓦斯地层的施工 猫鲁寺隧道在D1K215+100～D1K216+900段（对应平导里程PD1K215+000～PD1K216+910段）穿越含煤或炭质页岩地层，为高瓦斯地段，瓦斯涌出量为0.68m3/min、隧道所有施工机电设备均采用防爆型，爆破材料采用煤矿专用炸药及电雷管起爆，按瓦斯隧道相关要求组织施工，并建立健全安检制度，制定各种应急预案。 煤层探测及煤与瓦斯突出预测 煤层探测及煤与瓦斯突出的研究表明，煤层畸变、分岔、煤厚突变处是最易发生突出现象的部位，而施工中若误揭煤层则会诱发灾难性事故。因此，了解煤层的赋存形态，通过标志层判定煤层就尤为重要。在掌子面距预测煤层位置10m以外，于上部导坑打3孔超前钻孔，详细记录岩芯，寻找标志层，确定煤层编号，及记录煤层空间位置及煤层厚度。根据煤炭行业规范规定，超前钻孔必须穿透煤层全厚并进入底板岩层（底板标志层）不小于0.5m，其终孔位置应控制在开挖轮廓外5m左右。 为掌握煤层变化情况，隧道下部导坑也需打1～2孔超前钻孔，与上部导坑之钻孔相互印证。开挖面掘进至已定位煤层净距为5m时，首次揭煤前作2个预测孔，对煤与瓦斯赋存条件、突出程度进行预测，以确定防突措施。通常首次预测确定煤层具有突出性后，该层煤即为突出煤层。 由于煤与瓦斯突出的机理十分复杂，因此，在其它部位施工时，仍应进行检验性预测孔预测。常用的是钻屑指标法，钻屑指标法临界值见表6-2-2-10。 此外，在钻孔时利用所测瓦斯涌出初速度gh·k及利用每米钻孔最大钻屑量、最大瓦斯涌出初速度确定的R值，也可作为预测突出的指标。 表6-2-2-10 钻屑指标法临界值表 最大钻屑量SK 钻屑解析指标 突出危险性 Kg/m L/m △hzk（Pa） Ck K1.K(Ml/g·min1/2) f0.35 f0.35 6 5.4 200 2.3 0.8 0.6 突出危险 6 5.4 200 2.3 0.8 0.6 突出威胁 防止煤与瓦斯突出的措施 瓦斯排放 排放范围为隧道开挖轮廓以外5m。排放步骤与隧道开挖步骤相适应，由距煤层净距5m处掌子面施作排放钻孔，排放钻孔的数量跟据检测瓦斯数量，施工通风情况进行设置。实际上，若考虑先揭煤之施工部分开挖面的排放钻孔，则排放钻孔可减少10%以上。排放至瓦斯压力小于本矿区最小突出瓦斯压力值后，即可采取揭煤措施。 瓦斯揭煤工程措施 揭煤采用金属骨架支护，震动放炮揭开石门，争取一次揭开煤层。首次揭煤应引起高度重视。而在煤层中掘进，煤与瓦斯的动力现象多为小型突出或压出、倾出为主。由于掘进过程中破坏了原有应力场，二次应力的产生及集中作用，岩体受爆破影响后的弱化作用，都为煤层弹性储能的释放提供了条件，煤与瓦斯的突出多发生于开挖爆破后。因此，安全揭煤首先要对周边煤体进行适当加固，限制开挖后应力场的变化范围，结合防突采用的金属骨架，采用不同外插角的自进式锚杆。其中，大外插角者，以超前加固岩（煤）体、封闭开挖范围以外煤体裂隙，以缩小岩体松弛区，防止大变形的发生，减少瓦斯涌入坑道的数量。小外插角者，作为揭煤之金属骨架防止煤与瓦斯的突出，同时也是作为保证施工安全的超前小管棚。 首次揭煤作业流程见图6-2-2-7 扩大揭煤作业流程见图6-2-2-8。 防止煤与瓦斯突出的备用措施 布设较密集的排放钻孔本已起到了煤体的卸压作用，若排放效果不理想时，还可利用这些排放孔进行水力冲孔，诱导煤层喷孔现象。 形成有控制的连续的小型突出，通过煤与瓦斯的大量喷出，使排放范围内具有突出危险性的煤体失去突出能力，同时水能加强煤体的可塑性，降低其弹性储能，减缓释放速度，达到防止突出的目的。 加强隧道通风 按照隧道通风设计方案加强通风，实时监测通风质量，为保证施工安全，施工通风十分重要，要求洞内风速要保证不小于0.25m/s，风流中瓦斯浓度不得超过1%。通风供电为双回路制，保证通风不中断。 进口工区由于瓦斯含量低采用压入式通风，出口（平导）工区在第一个横通道贯通前，采用压入式通风，第一个横通道贯通后至正洞贯通前利用平导采用巷道式通风。具体分四个阶段，第一、二阶段出口及出口平导均采用压入式通风；第三、四阶段均采用巷道式通风，为避免污风回流，平导中部横通道临时封闭。具体见出口（平导）通风阶段图6-2-2-3～6。 图6-2-2-3 隧道出口工区施工通风第一阶段（高瓦斯阶段） 图6-2-2-4 隧道出口工区施工通风第二阶段（高瓦斯阶段） 图6-2-2-5 隧道出口工区施工通风第三阶段（高瓦斯阶段） 图6-2-2-6 隧道出口工区施工通风第四阶段（高瓦斯阶段） 注意事项 a、巷道式通风时，正洞风机随正洞开挖前移，尽量缩短通风长度，满足通风要求。根据施工现场机械、施工组织等综合考虑正洞风机位置。不