高瓦斯隧道施工瓦斯灾害防治对策.docVIP

精品论文 参考文献 高瓦斯隧道施工瓦斯灾害防治对策 黄广卫 　　（中铁七局集团郑州工程有限公司，河南，郑州，450000） 　　【摘 要】本文介绍了瓦斯隧道的基本知识，以在建高瓦斯隧道施工为依托，对高瓦斯隧道瓦斯灾害防治对策进行探讨。 　　【关键词】高瓦斯隧道；瓦斯灾害；防治对策 　　1．瓦斯及瓦斯隧道分类 　　1.1瓦斯及其赋存 　　瓦斯是从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，其主要成分是甲烷（CH4），伴有少量二氧化碳（CO2）)、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）等气体。因其比重小（对空气相对密度约0.554），常存在于隧道拱顶、横洞顶、空腔等自由空间的顶部，当空气中瓦斯浓度增加时，氧气浓度相应减小，瓦斯浓度达到40%以上时，会让人窒息死亡。 　　1.2瓦斯燃烧与爆炸 　　瓦斯是一种无色无味气体，有很强的扩散性、渗透性，其主要性质是燃烧和爆炸，瓦斯爆炸威力极大，往往带来灾难性后果。瓦斯爆炸的化学反应方程式为： 　　瓦斯爆炸必须具备三个条件：瓦斯浓度，氧气浓度，高温火源。 　　（1）瓦斯浓度 　　当空气中瓦斯浓度为5%~16%时，遇火后能引起爆炸。当瓦斯浓度为9.5%时，氧气与瓦斯能充分反应，爆炸威力最大。 　　（2）氧气浓度 　　空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯失去爆炸性。 　　（3）高温火源 　　高温火源是引起瓦斯爆炸的必要条件之一，瓦斯的引火温度为650℃~750℃，并随瓦斯浓度、火源性质及混合气体压力等因素影响而变化，抽烟、电气、火花、违章爆破、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。 　　1.3瓦斯隧道的分类 　　（1）瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道三种，瓦斯隧道的类型按隧道内瓦斯工区的最高级确定。 　　（2）瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区共四类。 　　（3）低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5m3/min时，为高瓦斯工区。 　　（4）瓦斯隧道只要有一处有突出危险，该处所在的工区即为瓦斯突出工区。判定瓦斯突出必须同时满足下列指标： 　　2．瓦斯隧道可能发生的灾害 　　2.1煤与瓦斯突出 　　在地应力和瓦斯压力的共同作用下，很短的时间中破碎的煤、岩和瓦斯从洞壁突然抛出，伴有猛烈的声响和巨大的动能，同时释放出大量的瓦斯。 　　2.2煤突然压出 　　一部分煤在构造应力或放炮振动影响下，整体抛出，但位移距离不大，压出的煤或呈小块状，或呈有大量裂隙的大块状。 　　2.3岩石与瓦斯突出 　　原因与煤与瓦斯突出相似，加上掘进放炮振动作用，放炮时，发生岩石破坏、瓦斯抛出的现象。 　　2.4瓦斯爆炸 　　达到爆炸浓度的瓦斯与高温火源接触，并且有充足的氧气存在，就会发生猛烈爆炸，往往会造成极大破坏。 　　2.5煤尘爆炸 　　当煤质中挥发物占总可燃物10%以上，且形成小颗粒煤尘悬浮在空气中，当空气中煤尘含量较多（30g/m3以上），遇700℃以上的火源，即会发生煤尘爆炸，其爆炸威力往往比瓦斯爆炸更大。 　　2.6隧道坍塌 　　多数情况下，煤系地层强度很低，尤其是煤中软分层，用手即可捻碎，所以隧道稳定性差，易发生坍塌事故。 　　3．瓦斯隧道瓦斯灾害防治措施 　　从瓦斯爆炸必须满足的三个条件可以看出，氧气作为生命的源泉无法切断，故防止瓦斯爆炸的措施只能从另外两个条件中寻找，即防止瓦斯浓度超限和杜绝高温火源。 　　3.1瓦斯灾害防治技术措施 　　3.1.1通风 　　通风，是稀释瓦斯浓度和防止瓦斯积聚最直接和有效的途径。瓦斯隧道应建立通风监控、检测组织系统，根据瓦斯绝对涌出量、同时工作的最多人数等计算需要的风量，并配备满足要求的通风机。据测算，隧道工作面必须保证不小于800m3/min的风量才能使风速保持在0.25m/s以上，而0.25m/s是瓦斯隧道施工的最低风速要求。 　　高瓦斯工区必须24h不间断通风，以防瓦斯积聚。因检修、停电等原因停机时，必须撤出人员，切断电源；恢复通风前，必须检查瓦斯浓度，局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%，方可人工开动局部通风机。 　　通风机设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路能在15min内接通，保证风机正常运转。通风管道采用抗静电、阻燃的风管，风管口到开挖面的距离不大于5m，风管百米漏风率不大于1%。同时，必须有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。在洞内风流不畅易积聚瓦斯处，如大型固定设备下风侧、台阶处、洞顶塌方等部位，布置局部小型吹风机，确保通风无盲区。 　　表3.1.1瓦斯浓度控制标准和瓦斯超限处理措施表