云台山瓦斯隧道揭煤爆破及安全技术研究
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高瓦斯长大隧道揭煤施工安全技术内昆铁路昭通至梅花山段的朱嘎隧道全长5194m,国家1级电化单线铁路隧道。
位于贵州省威宁县境内,云贵高原之中,山构造侵蚀,溶蚀地型地貌。
最高海拔2546.8m,最大埋深370m。
我集团公司担负进口正洞2597m和平导长2462m的施工任务,设有十个横通道。
洞身在DK444+140~KD444+210段露出PⅡ(梁山组)煤系地层,共计6层煤,最大埋深335m,瓦斯压力为 1.34~1.7MPa,厚度为0.2~2.1m,含量为11.5~12.7m3/t。
从煤层埋深、地质构造、瓦斯压力、瓦斯含量等参数指标综合分析,煤与瓦斯有突出危险,区内煤尘均有爆炸危险。
1、施工方案的选择按照隧道的围岩类别、瓦斯的含量、压力、机械设备及施工的安全要求,朱嘎隧道采用平导先揭煤,然后利用平导层位来控制正洞的揭煤位置。
即平导施工至DK444+165时(设计煤层里程为DK444+195,实际提前了55m进入煤层),开始长探短掘接近煤层,正洞掘进至4#横通道向前即进入第2层的探煤、测压、排放瓦斯等系列工作,同时做正洞揭第1层煤的准备工作,距正洞第1分层10m 时,采取正台阶法作业,距正洞第1分层10m时,采取正台阶法作业,进行揭煤。
2揭煤方案的设计2.1揭煤施工的原则是“勤检验,短掘进,弱爆破,强支护,快喷锚”揭煤防突出施工程序图见图1。
图1 揭煤防突出施工程序图2.2 超前探测揭煤由于我们较早地采用地质预测预报系统TSP202对地质进行超前擦测,发现有可能煤层比设计提前出现,因此当平导施工至DK444+110发现返水夹带煤粉,风流中瓦斯含量变化异常,揭煤领导小组紧急决定提前进入揭煤施工。
用TUX-75A型液压钻机于掌子面打不小于15m的地质超前探孔,中线位置顶部打一个,两帮中部各打一个,每组3个。
规格为?75mm,每掘进5m进入煤层,由于超前探测,隧道施工仍顺利地通过了煤层。
2.3 控制煤层的产状及瓦斯压力的钻孔布置掘进工作面距煤层垂距10m处,打3个穿透煤层全厚并进入顶底板岩层不小于0.5m的超前钻孔,以探明煤层贮存情况,并详细记录岩芯资料。
后云台山隧道入口段爆破施工环境效应分析1.1 工程概况后云台山隧道采用光面爆破开挖,爆破施工会对周围环境产生较大的影响,因此有必要对其进行计算分析,以确定爆破施工的环境效应影响,并确定相关的控制和保护措施。
1.2 计算模型的建立根据后云台山隧道地质剖面图,截取一定范围纵向200m,横向90m,高度模拟一定坡度建立如图3-1所示计算模型图。
模型共划分单元88910个。
其中对已经施工完成的结构用板单元模拟,定义成弹性材料属性。
围岩采用实体单元建模,并且定义材料属性为摩尔-库仑。
边界采用曲面弹簧单元模拟。
计算采用MIDAS/GTS 有限元分析软件进行。
图3-1 三维爆破分析计算模型对于爆破振动引起的冲击荷载,采用时程函数来模拟,并转化成作用在孔壁上的压力,图3-2给出了计算过程中施加在爆破面上的面压力。
它是一个时程函数。
模型模拟情况为:假设沿隧道开挖方向施工完成了6m和30m,并在此开挖面上钻孔施爆。
分析此处爆炸荷载作用下对地表及地面建筑物的影响。
评价指标主要选取各测点速度是否满足爆破安全规程。
采用有限元法分析爆破震动影响的关键工作是建立爆破加载模型,包括确定爆破激振力的大小、作用位置和方向、峰值时刻和持续时间等方面的内容。
本报告根据计算和爆破的实际情况,在不失一般性的条件下作了以下的假设:(1)爆破荷载以压力形式的均布荷载作用在隧道壁上,方向垂直于洞壁。
根据计算情况,输入爆破荷载曲线为脉冲形式。
如图3-5所示。
(2)为了解爆破振动波在岩体中的传播规律,取计算时间为1s 。
图3-2 掏槽眼孔壁面上面压力示意图1.3 特征值分析为了进行特征值分析通过弹性边界来定义支座的边界条件。
计算通过曲面弹簧定义弹性边界,弹性系数根据道路设计规范的地基反力系数计算。
竖直地基反力系数:43030-⎪⎭⎫ ⎝⎛=v v v B k k (KN/m 3) 水平地基反力系数:43030-⎪⎭⎫ ⎝⎛=h h h B k k (KN/m 3) 注:h h v v h v A B A B k E k ===⋅⋅=,,301000α模型各方向截面积、竖直及水平地基反力系数如表3-1所示:表3-1 模型各方向截面积(m 2)、竖直及水平地基反力系数(kN/m 2)特征值分析得到第1,2振型周期值: 0.706693s ,0.559445s 。
探究煤炭沟低瓦斯隧道施工技术及防治对策1. 引言1.1 煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的重要性煤炭是我国主要的能源资源之一,煤矿开采是煤炭工业的重要环节。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的重要性在于提高矿工作业环境的安全性和稳定性,保障生产的顺利进行。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术可以有效控制瓦斯爆炸的危险,提高煤矿生产作业的安全性。
瓦斯是煤矿中常见的有害气体,如果不及时排放或控制,容易引发爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。
通过科学的隧道施工技术,可以降低瓦斯浓度,减少瓦斯爆炸的风险。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术还能改善煤矿作业环境,提高工作效率。
隧道施工技术的不断创新和完善,能够使隧道施工更加高效、精准,减少人力和物力的浪费,提高生产效率。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的重要性不言而喻,它是煤矿生产安全和稳定的基石,也是实现高效生产的重要保障。
随着技术的不断进步和完善,相信煤炭沟低瓦斯隧道施工技术将在未来发挥更加重要的作用。
.1.2 煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的研究意义煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的研究可以提高煤矿生产效率,减少煤矿事故发生的可能性。
隧道施工是煤矿开采的重要环节,采用先进的施工技术可以提高施工效率,缩短工期,降低劳动强度,同时减少事故发生率,保障矿工生命安全。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的研究可以促进煤矿生产方式的转变和升级。
随着能源需求的增长和环境保护意识的提升,煤矿开采不仅需要提高产量,更需注重绿色环保、安全生产。
研究煤炭沟低瓦斯隧道施工技术,可以推动煤矿生产向更加智能化、环保化的方向发展。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的研究也有利于提升我国煤炭产业国际竞争力。
隧道施工技术的先进性直接关系到煤矿企业的生产成本和市场竞争力,只有不断推陈出新,掌握关键技术,煤炭企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的研究具有重要的现实意义和战略意义。
2. 正文2.1 煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的现状分析煤炭沟低瓦斯隧道施工技术在矿山建设中起着至关重要的作用,随着煤炭行业的快速发展,对煤炭沟低瓦斯隧道施工技术的要求也越来越高。
浅谈隧道瓦斯段揭煤防突施工技术摘要:瓦斯隧道施工作为隧道建设中的难点工程,其设备配置和施工作业程序,都紧紧围绕揭煤防突来实施,施工中采取必要的防患技术措施可以大大减少甚至杜绝重大事故的发生。
关键词:隧道;瓦斯;揭煤防突;施工abstract: gas tunnel as the difficulty in tunnel construction works, the device configuration and construction operating procedures are closely around the coal seam and to implement, to take the necessary precautionary measures in the construction of technical measures can greatly reduce or even eliminate the occurrence of major accidents.key words: tunnel; gas; through coal seam; construction 中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)引言:隧道施工作为道路建设中不可或缺的一部分,本身就技术难度大,安全风险高,而瓦斯隧道的施工尤为突出,稍有不慎,瓦斯突出,甚至引起爆炸,造成不可挽回的经济损失和人员伤亡,其对施工企业和在建工程造成的负面影响将是不可以估量的。
所以,瓦斯隧道的施工除采取常规隧道施工的技术、安全措施外,还得有一套专门的揭煤防突施工技术,以保证过瓦斯段时安全,快速的施工。
本文就自己在施工中曾采用过的技术方法作一总结。
一、总体施工要求瓦斯隧道施工中应开展以物探、钻探、地质法等手段的综合超前地质预报工作,以准确掌握煤层位置、产状(走向、倾向、倾角)、煤层厚度,以防止误穿煤层,同时对是否存在采空区及采空区规模、性质等进行预报;加强瓦斯监测与通风,以防止瓦斯超限;对各煤层揭煤前进行煤与瓦斯突出危险性预测,当有突出危险时,必须采取防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施;当无突出危险时,采取安全防护措施后施工。
云台山隧道煤炭采空区施工处理技术耿新文(山西省交通建设工程监理总公司,山西太原030000)£}齑要]结合云台山隧道煤炭采空区施工实践,介绍了采空区的特征以强施工中采取的一些处理技术,对以后同类工程施工具有一定的参考借猁i。
p铃鼓剐煤炭采空区;施工;技术1工程概况云台山隧道是阳翼高速公路的重要控制项目,该隧道位于翼城县桥上镇高儿坡村和沁水县龙港镇关门村~带,为双向分离式特长隧道。
左线全长3375米,右线全长3280米,左右线近平行展布,两线之间最大间距50米,隧道底板埋深最大191米。
隧道主要围岩为石炭系上统太原组(C3t),二叠系下统山西组(P1s),下石盒子组(P1x)和上统上石盒子组(P2S)灰岩、页岩、砂岩、泥岩、煤层等,其中不良地质主要为关门采空区。
根据物探解译,煤层及采空区在路线Y K60+ 190至Y K60+700以及Z K60+100至ZK60+650段与隧道相交,位于隧道上方40米至下方1O米,对隧道工程影响严重。
隧道原设计采空区处理方案为:在K60+300一K60+660范围从洞顶沿左右隧道轴线每隔20米钻孔进行注浆处理。
在施工单位进行注浆钻孔时,发现实际情况与原设计存在差异,孔内基本无积水。
结合当地调查了解情况,以及矿井调查资料,经专家论证后,取消洞顶注浆方案,在开挖时从洞内进行注浆处理,无形中为隧道开挖掘进施工增加了不少难度。
但在全体参建^员的努力下,目前隧道已全部贯通,通过检查量测,各项指标良好,说明该处理方案是切实可行的。
2煤矿采空区特征分析煤矿采空区主要可分为两种类型:一种是大一中型矿山,其基本特征是:开采规模中—大型,矿山开采系统比较正规,开采方式以壁式、柱式为主;有完整的地质、开采和采空区处理方法的资料,开采后的采空区形态较规则,—般是国营或地方经营。
另一种是小型矿山,其基本特征是:开采规模小,矿山开采系统不正规,开采方式以巷道式、房柱式或短壁式为主,无完整的地质、开采和采空区处理方法的资料,开采后的采空区形态极不规则,—般是集体或个人来经营。
瓦斯隧道施工安全技术措施一、瓦斯隧道分类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。
二、施工技术安全措施1、第三作业队建立专门瓦斯隧道安全监测组织机构,负责瓦斯隧道的通风、防突、防爆及瓦斯检测工作。
瓦斯工区配备了一套KGJ4型瓦斯检测仪和三台JCB-CJ87便携式瓦检仪。
组织机构:2、在揭开有煤与瓦斯突出危险的煤层时,应遵守下列安全规定:(1)开挖工作面出现下列煤与瓦斯突出预兆时,应立即报警,停止工作,撤出人员,切断电源,并上报经理部。
①瓦斯浓度忽大忽小,工作面温度降低,闷人,有异味等;②开挖工作面地层压力增大,鼓壁,深部岩层或煤层的破裂声明显、响煤炮、掉碴、支护严重变形等;③煤层结构变化明显,层理紊乱,由硬变软,厚度与倾角发生变化,煤由湿变干,光泽暗淡,煤层顶、底板出现断裂、波状起伏等;④钻孔时有顶钻、夹钻、顶水、喷孔等动力现象。
(2)石门揭煤爆破时,应在洞外起爆,洞内必须停电,停止一切作业,人员撤至洞外。
在煤层中开挖时,可在洞内远距离爆破。
(3)揭煤爆破15min后,应由救护队员配戴防毒面具或自救器到开挖工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进行检查,确认安全后通知送电、开动局部通风机。
通风30min 后,由瓦检人员检测开挖工作面、回风道瓦斯浓度,当开挖工作面瓦斯浓度小于1.0%,二氧化碳浓度小于1.5%时,方可通知工地负责人允许施工人员进洞。
(4)揭煤时,主风机正常运转,备用主风机及二路电源应保持待启动状态。
(5)揭煤工作应由揭煤领导小组统一协调指挥。
瓦斯隧道揭煤防突施工技术的研究与思考贵阳景烁安全科技有限公司摘要:社会经济的不断发展,群众生活水平直线上升,其对生活质量的要求更加多样化,各种能源的需求量也不断增加,而隧道结构作为保障群众出行和提升能源开采效率的重要结构。
基于此,本文通过总结隧道揭煤防突措施的内容以及具体的安全管理方法,以期帮助工作人员减少工作压力,为未来行业发展和社会进步保驾护航。
关键词:瓦斯隧道;揭煤防突施工技术;研究引言:在社会发展最快的背景下,我国交通部建设事业和铁路建设事业快速发展,城市地铁等建设进入高速发展时期,虽然科学技术的研发和创新力度不断增加,对隧道有毒有害气体检测技术可有效降低瓦斯事故,得到了深入优化,其工作模式和安全防护力度大幅增加,致使现场安全性得到了有效保障。
由于瓦斯隧道地质条件十分复杂,在施工过程中有害有毒气体是未知的,经常给工程建设带来困扰和安全隐患。
在施工过程中需要清楚地层中有害有毒气体的分散,有害有毒气体的量等情况,为工程建设采取有效安全措施,确保工程进度具有重要意义。
一、瓦斯隧道的特征1.1瓦斯的成分和性质瓦斯是在地层中赋存或逸出的烷烃类气体,其成分以甲烷(CH4)为主。
二氧化碳(CO2)及氮气(N)等。
瓦斯是无色无味气体,比空气轻易聚集在隧道顶部,或凹陷顶部地方,渗透性高,扩散速度快,容易透过裂隙发育,结构松散的岩石。
瓦斯浓度高,相对降低空气中的氧气含量,可使人窒息,瓦斯易燃易爆,但不能自燃,只有达到一定条件下才能燃烧或爆炸。
瓦斯燃烧爆炸的条件是,空气中氧气含量在12%,瓦斯浓度在5%到16%之间,有明火或温度在650度到750度之间,只有同时具备才能燃烧爆炸,瓦斯爆炸最为猛烈是瓦斯浓度在9.5%左右。
瓦斯浓度大于16%时,即不燃烧,也不爆炸。
瓦斯爆炸时,爆源附件的空气向外冲击,爆源处形成低压区,两侧空气又急流向爆源处,造成方向冲击,新鲜空气随之而来。
此时若瓦斯浓度还在爆炸范围内,并有火源存在,及可能产生二次爆炸,使灾害进一步加剧,造成更大的损失。
云台山隧道防瓦斯施工技术【摘要】本文以山西省晋城至侯马高速公路云台山隧道为工程实例,介绍了瓦斯隧道的施工方法、施工工艺以及瓦斯隧道的揭煤施工、通风管理等,可为类似工程施工提供参考。
【关键词】公路隧道防瓦斯突出石门揭煤通风管理1 工程概况晋城至侯马高速公路云台山隧道位于山西省晋城市沁水县境内,右线全长3249米,左线全长3374米,采用双洞单向行车双车道(上下行分离)形式。
我公司负责其中左线ZK59+708~LK61+300长1592m和右线YK59+706~YK61+300长1594m的施工。
该隧道地质主要为Q3d坡积物,岩性以亚砂土为主,厚度5~10m,多呈硬塑状,层间结合局部较差,节理发育,呈块、碎状镶嵌结构。
左线ZK60+166~ZK60+650和右线YK60+190~YK60+700段分别从已经关停多年的关门煤矿采空区中穿越,煤层、采空区位于隧道上方40m至下方10m,有瓦斯存在的可能。
在ZK60+670~+840、YK60+680~+840段穿越15#主要煤层,地质勘探资料显示:15#煤层为含瓦斯煤层,厚度约2.3m,瓦斯溢出量一般不超过0.5m3/min,但有突出可能。
为保证施工安全,该段隧道按瓦斯隧道进行施工。
2 瓦斯隧道施工工艺及方法2.1 防瓦斯灾害施工原则“加强通风、勤测瓦斯、严禁火源”是瓦斯隧道施工的三条基本原则,是防止瓦斯燃烧爆炸的关键。
施工时在有瓦斯溢出的部位要加强通风,采用具有防爆型性能的设备,严禁火源,在工地醒目处设置标牌;并采取有效措施稀释瓦斯浓度,尽量控制在0.5%以下,使之不能遇火燃烧;建立完善的防尘供水系统,采用湿式凿岩。
施工前要及早探明瓦斯地段的出露里程、部位,防止瓦斯聚集,降低瓦斯在空气中尤其是隐蔽部位的浓度,并根据瓦斯隧道工区瓦斯涌出量、瓦斯含量划分出瓦斯工区。
在非瓦斯工区及低瓦斯工区,仍采用一般隧道的施工方法进行开挖、支护衬砌等作业,但要定时检测,加强通风,严格操作和安全规定;在有煤层和高瓦斯、瓦斯突出的区段正洞采用上、下长台阶法施工,分上、下半断面两次揭煤,以防发生煤与瓦斯突出的危险。
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改高瓦斯长大隧道揭煤施工安全技术(2020年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes高瓦斯长大隧道揭煤施工安全技术(2020年)内昆铁路昭通至梅花山段的朱嘎隧道全长5194m,国家1级电化单线铁路隧道。
位于贵州省威宁县境内,云贵高原之中,山构造侵蚀,溶蚀地型地貌。
最高海拔2546.8m,最大埋深370m。
我集团公司担负进口正洞2597m和平导长2462m的施工任务,设有十个横通道。
洞身在DK444+140~KD444+210段露出PⅡ(梁山组)煤系地层,共计6层煤,最大埋深335m,瓦斯压力为1.34~1.7MPa,厚度为0.2~2.1m,含量为11.5~12.7m3 /t。
从煤层埋深、地质构造、瓦斯压力、瓦斯含量等参数指标综合分析,煤与瓦斯有突出危险,区内煤尘均有爆炸危险。
1、施工方案的选择按照隧道的围岩类别、瓦斯的含量、压力、机械设备及施工的安全要求,朱嘎隧道采用平导先揭煤,然后利用平导层位来控制正洞的揭煤位置。
即平导施工至DK444+165时(设计煤层里程为DK444+195,实际提前了55m进入煤层),开始长探短掘接近煤层,正洞掘进至4#横通道向前即进入第2层的探煤、测压、排放瓦斯等系列工作,同时做正洞揭第1层煤的准备工作,距正洞第1分层10m 时,采取正台阶法作业,距正洞第1分层10m时,采取正台阶法作业,进行揭煤。
2揭煤方案的设计2.1揭煤施工的原则是“勤检验,短掘进,弱爆破,强支护,快喷锚”揭煤防突出施工程序图见图1。
云台山瓦斯隧道揭煤爆破及安全技术研究邵俊涛摘要研究了侯月线云台山瓦斯隧道平导第一次揭煤爆破设计的主要爆破参数以及实施的安全技术措施,据此顺利安全地完成了平导与主洞的22次揭煤,为类似情况下的瓦斯隧道施工提供了揭煤以及瓦斯管理等方面的宝贵经验.关键词瓦斯隧道揭煤爆破设计瓦斯安全管理中图法分类号TD 713U 455Study on the Explosion and Safety Technology for Coal Uncoveringin Gas Tunnels in Y untai MountainsShao Juntao(Tunnel Engineering Bureau, the Ministry of Railway, Luoyang 471009)Abstract An account of the main explosion parameters and the safety technology and measures used in the first explosion design to uncover the layers of coal in the auxiliary adit of the tunnels with gas in Y antai Mountains on the Hou_yue railway is given. These parameters, technology and measures assured the smooth and safe completion of coal uncovering which were repeated for 22 times in both auxiliary adit and the main tunnel. Thus, valuable experiences can be drawn there and used for the similar cases involved in the construction of tunnels with gas.Keywords gas tunnel; explosion design to uncover the layers of coal; safety manage to control gas0概述侯月线上的云台山隧道是国家重点建设项目,隧道全长8 145 m,其间需通过1 740 m的石炭、二叠系含煤系地层.原预计平导和正洞共计12次揭穿3号、9号、10号、15号等主要煤层,其中15号煤层的煤质指标超过突出临界值.铁道部隧道局以前在类似此地层的瓦斯隧道施工中曾发生过瓦斯爆炸,为保证安全施工,铁道部隧道局和原焦作矿业学院协议,对有突出危险和瓦斯涌出隧道的安全施工共同进行研究,历时一年零九个月,其间平导和主洞实际揭煤22次,没发生一次瓦斯事故.现对其揭煤中的爆破设计及安全技术介绍如下.1第一次揭煤预测按计划第一次揭煤是在平导,揭煤点位于DK86+(188~200 m)处,应揭开3号煤层.根据铁道部隧道局勘测设计院提供的《侯月线云台山隧道瓦斯地质补充钻探成果报告》,3号煤层瓦斯参数见表1.表13号煤层瓦斯参数考虑到煤层瓦斯赋存的不均衡性及瓦斯突出的复杂性,以及钻探仅3个钻孔,对瓦斯评价尚感参数数量不足.为确保隧道揭煤安全,尚需对具体揭煤点的瓦斯状况及突出危险性作进一步详细测定.为此,在隧道进口工区,平导距煤层57.2 m和12 m处进行了两次水平钻探,所获瓦斯资料见表2.表2水平钻探瓦斯情况Tab.2The gas condition by horizontal drilling %(1)3号煤层是含瓦斯煤层,但瓦斯含量很少,在钻孔揭露煤层及穿过煤层全厚时,测得钻孔内最大瓦斯浓度仅0.1%,根本测不出瓦斯流量,故勿需进行瓦斯压力测定.(2)从瓦斯含量、钻孔瓦斯涌出情况及补充钻探研究报告提供的瓦斯组分看,该揭煤点仍处于瓦斯风化带内.(3)从影响突出的煤质指标看,其煤的坚固性系数f值、瓦斯放散初速度ΔP值及煤层结构破坏类型,其指标值均处于非突出范围内.(4)水平钻探结果证实,揭煤点瓦斯状况与补充钻探研究成果是吻合的.基于上述分析,我们认为,对进口工区平导1号揭煤点,应定为非突出煤层,掘进巷道瓦斯等级为低瓦斯.2第一次揭煤爆破准备及爆破设计2.1爆破准备铁道部隧道局在以前的隧道施工中,都是采用火雷管或普通导爆索,隧道照明和家用照明一样用220 V电压,工人在洞中用手电筒照明,洞中的电器设备也不防爆.在揭煤前,针对隧道施工中存在的问题作了改进,照明换成防爆探照灯,电器设备换成防爆型的,对工人进行了安全培训和安全教育,在隧道过含煤地层段禁止工人在洞中使用手电筒照明,并在地面对电起爆雷管联线、起爆进行了模拟演示,做了充分的爆破准备.2.2爆破选型设计根据隧道局勘测设计院的补充钻探结果和揭煤前两次钻探预测,测得钻孔内最高瓦斯浓度为0.1%,因此选用适用于低瓦斯矿井的2号煤矿安全炸药.在炮眼直径Ø42 mm条件下,选用Ø32 mm 的药卷,规格为Øv32 mm×200 mm,重150 kg.雷管选用煤矿毫秒电雷管1~5段,雷管延期时间如表3.发爆器选用MFB 200,并严格检测雷管,使同组起爆雷管电阻差值不超过0.5 Ω(镍铬丝),联线方式为大串联.表3雷管段别及延期时间Tab.3ms2.3炮眼布置平导第一次揭煤在DK86+(188~200 m)处,爆破需9个循环才能通过该煤层,如图1所示.图1DK86+188~200处平导掘进循环位置示意Fig.1The tunnelling cycle position at thehorizontal DK 86+188~200 section根据《煤矿安全规程》规定,无论是突出煤层还是非突出煤层,只要是瓦斯煤层,在距煤层10?m开始,必须采用电起爆,并且只准使用煤矿安全炸药和煤矿安全电雷管.在距煤层10 m以内设计的全断面岩巷爆破(见图2),采用9眼平行掏槽,中间眼也装药,其装药参数见表4.对平导第一次揭煤中9个循环的断面,按梯形断面逐一做了设计,图3、图4为其有代表性的半煤岩Ⅳ断面和Ⅶ断面的爆破设计,装药参数如表5、表6.图2全断面岩巷爆破设计Fig.2A diagram of the rock roadway blasting design1~5——煤矿毫秒电雷管段别图3Ⅳ断面爆破设计Fig.3A diagram of the blasting design of section Ⅳ1~5——煤矿毫秒雷管段别;º——岩眼;*——煤眼.图4Ⅶ断面电爆设计Fig.4A diagram of the blasting design of section Ⅶ1~5——煤矿毫秒雷管段别;º——岩眼;*——煤眼.表4全段面岩巷爆破装药参数3瓦斯隧道安全作业管理在隧道要穿越的煤层中,只要有一个煤岩层发现过一次瓦斯超限,该隧道就应定为瓦斯隧道.隧道在含煤段及瓦斯排放段应按瓦斯隧道管理.瓦斯隧道的瓦斯管理应符合下列要求.3.1揭煤准备(1)地质勘探单位应提供隧道穿越煤层的瓦斯地质条件、煤层厚度及其稳定性、地层产状、围岩性质及厚度、煤层瓦斯含量、可解吸瓦斯量、瓦斯成分、钻孔透煤时的瓦斯涌出情况及瓦斯动力现象等基础资料.(2)工作面接近煤层时,必须在距离煤层10 m以外开始打钻,并经常检查瓦斯,以了解煤层的瓦斯状况,为揭煤时配风及制订安全措施提供依据.3.2浓度的安全标准(1)隧道作业面的瓦斯浓度达到1%,就必须停止电动设备作业.作业面瓦斯浓度达到1.5%或CO2浓度达到1.5%,必须停止工作,切断电源,进行处理.(2)进行爆破作业时,放炮地点附近20 m以内风流中的瓦斯浓度达到1%时,严禁放炮.(3)电动机或其开关地点附近20 m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时,停止运转,撤出人员,切断电源,进行处理.(4)在掌子面内、体积大于0.5 m3的空间中,局部积聚的瓦斯浓度达到2%时,附近20 m以内,必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理.(5)使用局扇通风的独头掌子面,因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源.恢复通风前,必须检查瓦斯、局扇及其开关地点附近20 m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开动局部扇风机.3.3关于停风、停电、送电、排放瓦斯及防止瓦斯爆炸的安全措施(1)隧道因停电检修、主扇停转时,必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施,受停风影响的地点,只有经瓦斯检查,证实无危险后,方可恢复工作.(2)因临时停电或其它原因使局扇停止运转,恢复通风前,必须先检查瓦斯,只有瓦斯浓度不超过1%时,方可恢复正常通风.3.4瓦斯检查及检查制度(1)对于瓦斯隧道必须建立瓦斯检查制度,队长、主任工程师必须审阅瓦斯检查报表.(2)对掌子面和可能涌出瓦斯或可能积存瓦斯的地点,必须定期进行检查,每班最少不得少于3次,不许空班漏检.(3)对有煤与瓦斯突出的掌子面,由于瓦斯涌出量大,变化异常,必须有专人检查CH4和CO2.3.5瓦斯隧道的电气管理电器设备产生的电火花是引爆瓦斯的主要火源之一,应合理使用,严格管理.(1)设置在有瓦斯涌出的掌子面含瓦斯风流中的电器设备,必须选用矿用防爆型的.掌子面使用非防爆型电气设备,在打眼放炮作业时,必须切断电源.只有当瓦斯浓度小于1%时,方可送电.(2)瓦斯掌子面及含瓦斯风流流经的通道内应使用防爆型照明灯具.(3)普通型便携式电气测量仪器只准在瓦斯浓度小于1%以下的地点使用.(4)非专职或非值班电气工作人员,不得擅自操作电器设备.(5)进入瓦斯隧道的电器设备,必须事先进行安全性能检验.(6)隧道内供电必须作到“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”.三无:无“鸡爪子”、无“羊尾巴”、无“明接头”.四有:有过电流和漏电保护、有螺丝和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置.两齐:电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐.三全:防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全.(7)洞内不得带电检修和搬动电器设备(包括电缆、电线).(8)掌子面移动式电器设备,每班工作结束后及司机离开机器时,必须切断电源(局扇除外).3.6瓦斯隧道爆破作业与火源管理(1)瓦斯隧道应使用煤矿许用安全电雷管和安全炸药.(2)电雷管发放前,应逐个作全电阻检查,并将脚线拧成短路,严禁发放不导通和电阻不合格的电雷管.(3)放炮员和接触爆破器材的人员,应穿棉布或抗静电的衣服,不得穿化纤服装.(4)放炮工作必须由专职放炮员担任,放炮员必须经过专门培训.(5)使用煤矿许用的毫秒延期电雷管时,最后一段延期时间不得超过130 ms,并不得跳段使用.在距煤层10 m以外的无瓦斯隧道内,可以使用非电起爆.(6)掌子面只准一次装药一次放炮,并要严格执行一炮三检制.放炮地点附近20 m以内,瓦斯浓度达到1%时,必须停止放炮.(7)制备起爆药包时,电雷管插入药卷后,应用脚线将药卷缠住,并将雷管脚线端扭结短路.(8)炮眼未装药段,必须用封泥充填密实,封泥长度应符合下列要求:眼深小于0.6 m时,不得装药放炮;眼深为0.6~1 m时,封泥长度不得小于眼深的1/3;眼深超过1 m时,封泥长度不得小于0.5 m;深孔爆破的封泥长度不得小于1 m.(9)放炮前必须设置警戒,由专人把守.(10)严禁携带引火物进入瓦斯隧道,严禁在隧道内吸烟和使用手电筒照明.4第一次揭煤情况根据平导第一次揭煤预测,按照爆破设计和瓦斯隧道安全作业的管理办法,并按预计在DK 86+(190 m)的位置安全揭开了煤层.在揭煤时,放炮后受爆破震动影响和深揭作用,局部瓦斯浓度曾超过10%,立即采取了措施,加强了通风和检查.煤层全断面揭开后,局部瓦斯涌出消除,全断面平均瓦斯浓度只有0.32%.5结论云台山隧道平导第一次揭煤,按先进行瓦斯预测,然后进行爆破设计,揭煤前后按安全作业进行管理的程序,经验是成功的.在以后的揭煤中,按此经验并根据具体情况采取了相应措施,例如对突出指标超过临界值的15号煤层,按《防治煤与瓦斯突出细则》进行管理,在工作面距煤层12 m(垂距),打了两个穿透煤层全厚并进入煤层顶板1 m的钻孔,所测压力为0.32 MPa.在揭穿煤层时采用了放震动炮,保证了煤层的安全揭开.由于措施得力,在云台山隧道主硐和平导共揭煤22次,次次安全揭开,没发生一次瓦斯事故,达到了预期的目的.此技术也为此后瓦斯隧道揭煤及安全施工管理等方面提供了宝贵经验.作者简介:邵俊涛,男,1967年生,工程师.作者单位:铁道部隧道工程局洛阳471009。