大土隧道专项施工方案(7)

瓦斯的释放是地层中的瓦斯气体在地应力作用下沿岩体构造裂隙外漏的表现。归纳起来，发生瓦斯释放有两个主要因素：地应力、瓦斯和围岩结构，而地应力和围岩中瓦斯的存在是引起瓦斯释放的主要原因。根据瓦斯从岩层中释放过程，可分为3种类型：

a. 瓦斯渗出：它是缓慢的、均匀的、不停的从煤层或岩层的暴露面的空隙中渗出，延续时间很久，如有一定压力有时带有一种“嘶嘶”的声音。

b. 瓦斯喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂隙或孔洞中放出，喷出的时间有长有短，通常由较大的响声和压力。

c. 瓦斯突出：在短时间内，从煤层或岩层中突然猛烈地喷出大量的瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大的轰响，并夹有煤块或岩块，这往往与采空区有关（大土隧道由于设计探孔较少，据了解地方有可能存在未知的偷采坑口，极有可能存在未知的煤矿采空区，如果在施工中不做专项预案防范，极其容易发生瓦斯和有害气体从采空区向施工作业面突出，危害施工作业人员安全。）。

以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为最大且持续时间长。 4.8.3.2 瓦斯防治措施

对于大土低瓦斯隧道的施工，关键就是解决好通风问题，洞内施工要严格落实以下几项措施：

4.8.3.2.1 通风

排放和稀释瓦斯最有效的方法就是施工通风，压入式通风机必须装设在洞外或洞内新鲜风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源，并应装设风电闭锁装臵。当一路电源停止供电时，另一路应在15分钟内接通，保证风机正常运转。在瓦斯段施工，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。

隧道通风是按照下列四种方法分别计算，取其最大值设计通风量：

a.按隧道内同时工作最多人数，以每人每分钟供给新鲜空气≥3m3计算隧道供风量；

b.按隧道内同时放炮使用最多炸药量计算风量；

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c.按隧道内各工作面瓦斯涌出量计算风量； d.按瓦斯隧道所需最小风速计算风量。

通风是瓦斯隧道施工的首要环节，参照《公路隧道施工技术规范》的施工通风参数和《铁路瓦斯隧道技术规范》中要求，全断面开挖时风速≥0.15m／s，坑道内风速≥0.2m／s。根据大土隧道煤层位臵和开挖断面情况，通风风机建议安装2*110轴流通风机。

隧道单洞通风机风量应不小于1860m3 ／min，主风机采用燥音低、节能、变速的压入式射流风机。隧道的低瓦斯段的安全施工，通风条件的好坏是先决条件，在揭煤时工作面供风量不得小于1500m3／min（因随风管的延长风压和风量衰减较大），工作面瓦斯浓度不得超过0.5% ，工作面后方30m 回风范围内瓦斯浓度不得超过0.3%，并不得有局部瓦斯积聚存在，防止瓦斯积聚的风速不宜小于1 m/s。隧道内任意工作面瓦斯浓度控制在0.01%～0.04%。通风管采用抗静电、阻燃风管，风管口到开挖工作面的距离应小于5m，风管百米漏风率不大于2%。

4.8.3.2.2 加强瓦斯监测

施工中严格瓦斯监测，随时掌握洞内瓦斯浓度情况，以便及时采取相应措施，确保洞内施工安全，具体做法如下：

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隧道瓦斯监测部位图

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A 在石门揭煤后，根据瓦斯溢出情况，隧道瓦斯检测选用具体检测手段，瓦斯专职检测人员配备便携式JCB-2型甲烷测定报警器或GWJ-IA型光干涉型甲烷测定器AQ，对整个隧道(特别是揭煤工作面)进行瓦斯、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、氢气(H2)、氧气(O2)全面监控。当瓦斯超限时可立即声光报警，并立即切断洞内电源。

B当瓦斯自动监控系统报警时，瓦检员要迅速通知通风人员将风机转速提高，加大风机供风量；同时瓦检员加强对报警点及附近20m 的瓦斯浓度检测，当瓦斯浓度继续增大并不大于1.0%时，瓦检员通知瓦斯报警点的施工负责人安排该工作面工作人员将洞内施工机具整理好，并迅速的撤出洞外。

C 若是局部瓦斯积聚的地点瓦斯检测报警，瓦斯浓度未达到1.0%，瓦斯检测员通知通风人员对该地点加强通风，并继续加强瓦斯浓度检测，该地点可继续施工，但应绝对避免火源的产生。在加强通风的同时，增加瓦斯浓度的检测频率，为施工提共可靠的信息参数。

D 为防止瓦斯局部聚集必须采用光面爆破技术，避免开挖面出现凹陷聚集瓦斯。如果洞顶、车及人行横洞、二衬台车附近有瓦斯积聚，一般采用增挂风障的措施加以处理，也可采用空气引射器、气动风机等设备实施局部通风来消除。严禁使用火雷管爆破，当瓦斯浓度超过1.0%时，要停止放炮，超过1.5%时要停止施工，加强通风待浓度降至到标准以下，才能恢复施工。

E 当煤层段排放瓦斯时，瓦检员应通知施工队在洞口30m范围设岗。严禁烟火，除特许的人员外，其它任何人员不得接近该地。

F 瓦斯监测必须制度化，设立《瓦斯班(日)报表》、《瓦斯记录簿》，坚持“一炮三检制” （装药前、放炮前、放炮后都必须检查爆破地点附近的瓦斯，且放炮员、班组长、瓦检员都必须检查，当瓦斯浓度超过1％，不准爆破）、“三人连锁放炮制”（爆破前，放炮员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，并检查顶板与支架情况，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检测工，瓦斯检测工经检查瓦斯浓度合格后，将自己携带的放炮牌交给放炮员，放炮员发出爆破口哨进行爆破，爆破后三牌各归原主）。在现场及时公布瓦斯记录，瓦检员必须随时掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理。

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4.8.3.3瓦斯隧道施工的基本安全技术措施

在通过瓦斯段施工中，应详细记录瓦斯涌出地段涌出量的变化、工程地质及水文地质情况，在隧道二衬没有完全封闭瓦斯段或虽然封闭但由于围岩裂隙等原因仍有瓦斯气体存在的情况下，要严格按照以下规定施工：

4.8.3.3.1 电气设备安全技术规定要满足

A、瓦斯工区内各级配电电压和各种机电设备的额定电压等级应符合要求即：高压不应大于10KV,低压不应大于1140 V。照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装臵的额定供电电压，在低瓦斯工区不应大于220 V。

B、所有洞内机电设备，不论移动或固定式都必须采用安全类型。 C、禁止洞内电气设备接零。

D、洞内任何操作人员（包括电、钳工），不得擅自打开电气设备进行处理，电气设备的修理工作应在洞外进行。

E、洞内各种机电设备，必须安设自动检测报警断电装臵。

F、 洞内各种机电设备的开关、保险丝盒等均匀密闭，主要闸刀应有加锁装臵。 4.8.3.3.2 照明设备安全技术规定： A、低瓦斯隧道照明电压不应大于220V。

B、使用的灯头、开关、灯泡等照明器材必须为防爆型。已衬砌地段的固定照明灯具，可采用EM -II型防爆照明灯。

C、灯具架设要离开易燃物30CM以上，固定架设高度不低于3M。 D、做现场移动照明时，应采用36V以下安全电压。

E、工作人员进入隧道前，必须进行登记和接受洞口值班人员的检查，不准将火柴、打火机、损坏的灯头及其它易燃物品带入洞内；

F、当情况特殊不可避免时，在焊接、切割等工作地点前后各20m范围内，风流中瓦斯浓度不得大于0.5%，并不得有可燃物，两端应各设一个供水阀门和灭火器，并在作业完成前由专人检查，确认无残火后方可结束作业。

另外，在揭煤前应进行石门揭煤施工组织设计，其内容包括：揭开石门、半煤半

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岩等各阶段施工方法、支护手段、组织指挥、抢险救灾方案及安全措施等。

4.8.3.4 防止和处理瓦斯燃烧和爆炸的专项技术措施

4.8.3.4.1 隧道施工中瓦斯引燃与爆炸的主要原因主要是由以下原因造成： 违反操作规程:如在洞内点火吸烟，爆破器材不良，携带易燃品入内，明火照明等。

偶然事件引起:如洞内炽热的电灯泡被打碎，电路绝缘不良产生电火花等。瓦斯在坑道内燃烧时，受到坑道的阻碍而压缩，燃烧极易转化为爆炸。放炮也可能导致瓦斯爆炸。总之，在隧道施工中应防止火源的存在。

4.8.3.4.2 瓦斯燃爆防治的一般技术措施：

大土隧道在掘进过程中，预防瓦斯燃烧与爆炸的主要措施就是加强通风以降低瓦斯浓度，使其在允许值之下。除此以外还要做好以下工作：

防止喷出及突出：在接近揭煤工作面时，提前10-20米在掘进工作面的前方或两侧钻孔，探明是否有断层、裂缝、溶洞和废弃矿井，探明分布位臵、瓦斯贮存情况，以便采取相应措施。钻孔过程中出现顶钻、夹钻、喷孔等动力现象时，应视该开挖工作面为突出危险工作面。

排放瓦斯：瓦斯含量不大时，使其自然排放，亦可用风筒或管子将瓦斯引至回风流或距工作面20m以外的坑道中，以保证工作面开挖放炮的安全。当瓦斯量大，喷出强度大，持续时间长时，则可插管排放，当开挖面瓦斯含量较大，而且裂隙多、分布广时，可暂停开挖，封闭坑道抽放瓦斯。在裂隙小、瓦斯含量小时，可用粘土、水泥浆或其它材料堵塞裂隙，防止瓦斯喷出。在开挖工作面前方接近煤层3m以上，向煤层打若干φ75～300mm的超前钻孔排放瓦斯，钻孔周围形成卸压带，使集中应力移向煤体深部，达到防止突出的目的。也可采用水力冲孔，即在进行开挖之前，使用高压水射流，在突出危险煤层中，冲击若干直径较大的孔洞，使瓦斯解吸和排放，降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力。

震动性放炮诱导突出：在工作面布臵较多的炮眼并装较多的炸药，撤出人员后远距离起爆，利用爆破时强大的震动力一次揭开具有突出危险性的煤层，主要有下列几

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