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文檔簡介
西成鐵路客運專線XCZQ-3標段仙女巖隧道瓦斯隧道監測方案PAGEPAGEIII西成鐵路客運專線XCZQ-3標仙女巖隧道低瓦斯隧道監測方案前言為了確保西成客專XCZQ-3標項目經理部三分部仙女巖隧道的施工安全及參建人員的生命財產安全,確保施工質量、工程進度,吸取以往瓦斯爆炸事故教訓,杜絕同類事故再次發生。特制定本《低瓦斯隧道瓦斯監控方案》,請參加隧道施工的作業班組務必按照《低瓦斯隧道瓦斯監控方案》組織全體干部員工認真學習,并嚴格按照該方案遵照執行,確保隧道施工安全。目錄第1章編制的范圍、原則及依據 41.1編制的范圍 41.2編制的原則 41.3編制的依據 4第2章仙女巖隧道工程概況 62.1仙女巖隧道概述 62.2主要地質狀況 62.2.1地形地貌 62.2.2地層及巖性 72.2.3地質構造 72.2.4水文地質 72.2.5不良地質與特殊巖土 82.3氣候水文狀況(指氣候、氣溫、降雨量等) 92.4設計概況 92.5主要技術標準 102.6地震烈度 102.7隧道施工環境 10第3章、瓦斯的基本特征、來源和放出類型 113.1特征 113.2放出類型 12第4章瓦斯及有毒有害氣體隧道施工方案 124.1瓦斯及其它有毒有害氣體超前探測 124.1.1瓦斯及有毒有害氣體超前探測原則 124.1.2瓦斯超前探測設計 134.2瓦斯及有毒有害氣體自動監測 164.2.1監控方案總述 164.3.2監控系統配置方案及監控管理 164.3瓦斯及有毒有害氣體人工監測 194.3.1瓦斯及有毒有害氣體人工監測人員安排及工作形式 194.3.2人工瓦斯及有毒有害氣體監測方案 204.4瓦斯隧道電氣與作業機械 224.4.1機電設備及供配電系統安全技術要求 224.4.2電纜線路的安全技術要求 224.4.3配電箱的安全技術要求 234.4.4電氣裝置的選擇安全技術要求 234.4.5電氣裝置的設置 244.4.6接地與防雷安全技術要求 244.4.7備用電源 254.5瓦斯隧道鉆爆作業 254.5.1瓦斯隧道開挖施工方案 254.5.2放炮管理 264.6揭煤、防突措施及排放瓦斯 274.6.1揭煤防突施工方法 274.6.2揭煤、防突及排放瓦斯具體設計 284.7瓦斯隧道火源控制 334.7.1防止明火措施 334.7.2防止出現爆破火焰措施 334.7.3防止出現電火花措施 34第5章、瓦斯隧道施工的有關專項要求 355.1瓦斯工區鉆孔作業應符合下列規定: 352、通風管理辦法: 363、瓦斯檢查員交接班制度 374、安全技術措施 38PAGE39第1章編制的范圍、原則及依據1.1編制的范圍本施工組織設計編制范圍為:XCZQ-3標仙女巖隧道,包括:隧道正洞開挖、初期支護、二次襯砌、洞門工程、附屬工程和臨時工程等。1.2編制的原則1)、遵循招標文件的原則,根據合同文件要求的工期、安全、質量等目標。2)、遵循設計文件的原則。在編制施組時,認真閱讀核對所獲得的技術設計文件資料,了解設計意圖,掌握現場情況,嚴格按設計資料和設計原則編制施組,滿足設計標準和要求。3)、遵循“安全第一、預防為主、綜合治理”和“管生產必管安全”的原則。嚴格按照鐵路施工安全操作規程,從制度、管理、方案、資源方面編制切實可行的施工方案和措施,確保施工安全。4)、遵循節約資源和可持續發展的原則。貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的原則,避免隧道施工過程中對周邊環境的破壞。5)、遵循科學、經濟、合理的原則。樹立系統工程的概念。統籌分配各專業工程的工期,搞好專業銜接;合理安排施工順序,組織均衡、連續生產。資源優化;管理目標明確,指標量化、措施具體、針對性強。6)、遵循引進、創新、發展的原則。積極采用、鼓勵研發旨在提高隧道工程技術和施工裝備水平、保證施工安全和工程質量、加快施工進度、降低隧道工程成本的新技術、新材料、新工藝、新設備。7)、遵循“六位一體”管理的原則。結合建設項目特點,建立建設項目管理的目標體系、責任體系、分級控制系統和評價評估體系,按照計劃、組織、指揮、協調、控制等基本環節,將質量、安全、工期、投資效益、環境保護和技術創新分解細化為最佳匹配的實施目標,以標準化管理為基礎,全面實現“六位一體”管理要求。8)、遵循施工生產與環境保護同步規劃,同步建設,同步發展原則。1.3編制的依據1)、新建鐵路西安至成都客運專線西安至江油段(四川省境內)指導性施工組織設計。2)、新建鐵路西安至成都客運專線西安至江油段仙女巖隧道施工圖及參考圖。3)、國家現行的有關工程的設計規范、施工指南、驗收標準及安全規定等。4)、本單位進場后現場勘察、調查及實際測量所了解的實際情況。5)、國家、四川省政府關于工程建設的有關法律、法規以及有關質量、安全、文明施工、環境保護等方面的管理文件。6)、本單位現有技術力量、隊伍素質、施工生產能力和資源狀況等。7)、本單位類似項目施工管理經驗。8)、《西成鐵路管理制度標準化》和本單位內部《質量手冊》、《程序文件》。
第2章仙女巖隧道工程概況2.1仙女巖隧道概述仙女巖隧道全長5633.4m,進口里程D3K425+953,出口里程DK431+586。隧道位于劍門關~江油北區間,雙線隧道,線間距4.6m,設計為進口197m的平坡和6‰的單面上坡。除D3K427+234.156~D3K429+664.048段位于半徑R=8000m的左偏曲線上,DK431+278.655~586段位于半徑R=12000m的右偏曲線上外,其余地段均為直線。全隧V級圍巖593m,IV級圍巖1940m,III級圍巖3100m。隧區屬構造侵蝕、風化剝蝕中低山區地貌,地面高程500~970m,相對高差約470m,自然山坡坡度25°~50°,隧道洞身最大埋深約390m,最小埋深約15m。隧道洞身段主要侏羅系中統沙溪廟組下段泥巖夾砂巖,中統千佛巖組泥巖夾砂巖,下統白田壩組泥巖夾砂巖、礫石、煤線;存在不良地質主要為巖堆、順層、瓦斯等有害氣體、危巖落石。隧道最大涌水量為10663m3/d。隧道工程施工將產生大量棄碴,宜選擇合適非耕地,并結合附近農田改造定點有序堆放。同時做好擋護工程,以免對周邊環境造成次生災害。本隧道為低瓦斯隧道;隧道施工存在塌方及突水現象的威脅;局部地段具備軟巖變形破壞的條件。2.2主要地質狀況2.2.1地形地貌隧區屬構造侵蝕、風化剝蝕中低山區地貌,山嶺呈北東向展布。地面高程500~970m,相對高差約470m,自然山坡坡度25°~50°,砂巖和礫巖部分陡崖。隧道洞身最大埋深約390m,最小埋深約15m。覆土層較薄,基巖多裸露,多生長灌木、松林、雜草,植被發育良好,平緩地帶多辟為旱地。綿陽~廣元高速公路位于線路左側230~1500m附近,線路左側山腳居民點較為密集,DK430+200~DK430+600段線路附近居民點分布較多,其它地段零星分布,隧道出口有便道相通,進口附近僅有小路,交通條件一般。2.2.2地層及巖性隧區上覆第四系全新統滑坡堆積(Q4dl+col)粉質黏土、碎石土、塊石土;沖洪積(Q4al+pl)粉質黏土;坡洪積(Q4dl+pl)卵石土;坡殘積(Q4dl+el)粉質黏土、碎石土;下伏侏羅系中統沙溪廟組下段(J2s1)泥巖夾砂巖,中統千佛巖組(J2q)泥巖夾砂巖;下統白田壩組(J1b)泥巖夾砂巖、礫巖、煤線。2.2.3地質構造隧區屬于楊子準地臺西北邊緣地帶,位于川西北臺陷次級構造與龍門山構造帶邊緣區。隧區為單斜巖層構造,巖層產狀:N47~64°E/31~45°SE,受區域構造影響,區內節理發育,多為閉合或微張型。主要發育以下兩組節理:N30~36°W/50~90°NE,N35~74°E/41~60NW。2.2.4水文地質1)地表水隧區地表水為山間沖溝溝水,溝水主要受大氣降雨補給,部分受上游泉點補給,流量季節性變化較大,雨季降水集中,地表徑流突出,旱季流量相對較小。2)地下水地下水主要為基巖裂隙水,基巖為泥巖夾砂巖,構造節理裂隙發育,泥巖中多呈充填閉合狀,基巖裂隙水總體含量不大。泥巖地下水含量微弱,砂巖儲水條件較好,地下水含量相對豐富,由于泥巖為相對隔水層,砂巖層地下水部分形成承壓水,勘察中出現多個鉆孔地下水涌出地表的情形。3)水化學特征測段內水質屬HCO3-—Ca2+或HCO3-—Ca2+.Na+型水,根據《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》(TB10005-2010),在環境作用類別為化學侵蝕環境、氯鹽環境時,水中SO42-、PH、Mg2+、侵蝕性CO2-、Cl-對砼無侵蝕性。勘察階段取水樣試驗未發現侵蝕性,但隧道多個鉆孔揭示天然氣、原油及油砂巖,本隧道地下水按照具酸性和硫酸鹽侵蝕設計,侵蝕性等級H1。4)隧道涌水量預測根據含水巖組的劃分,結合地形、地貌等特征,分別采用降水入滲法、地下水動力學法進行了對比計算,計算結果見表1。表1隧道涌水段水量計算一覽表序號分段里程L(m)d(m)H(m)K(m/d)Q(m3/d)1D3K425+935~D3K427+150121514550.00467002D3K427+150~DK431+2504100141550.00663173DK431+250~DK431+50025014250.004692合計7109根據以上計算,預計隧道正常涌水量取7109m3/d,雨季最大涌水量按照正常涌水量1.5倍系數考慮,雨季最大涌水量為10663m3/d。2.2.5不良地質與特殊巖土段內不良地質主要為巖堆、順層、有害氣體等,無特殊巖土分布。(一)巖堆D3K426+100~D3K427+137堆積體軸線,長約500m,垂直軸線方向最寬超過800m,據鉆孔揭示堆積體最厚達39m,一般厚20~25m,上部3~11m多為硬塑狀粉質黏土,下部多為中密~密實碎石土,淺埋處拱頂至土石界面約6m,巖堆體自然狀態處于穩定狀態,分布較多房屋,多被辟為旱地,部分為林地,部分為荒山。(二)順層D3K425+935~D3K426+310、D3K426+540~D3K426+600、DK431+480~+586段埋深小于50m,巖層傾角37°~38°,走向與線路夾角小于10°,傾向路線左側,隧道右側順層偏壓;D3K427+810~D3K428+130、D3K428+400~+550、D3K428+860~D3K429+570段隧道埋深大于250m,巖層傾角37°~43°,走向與線路夾角小于10°,巖層傾向線路左側,隧道右側順層偏壓,隧道施工右側易發生坍方、掉塊。(三)有害氣體隧區位于川西北油氣田邊緣區,深部有害氣體可沿巖體裂隙上升至隧道附近局部富集,危機隧道施工安全,且鄰近工點黃家梁隧道多個勘探孔在侏羅系中統千佛崖組中揭示油砂巖和原油,本隧道隊3個鉆孔進行了有害氣體檢測,綜合分析,本隧道屬于低瓦斯隧道,施工中應加強通風,加強有害氣體檢測。(四)危巖落石隧道出口自然山坡陡峻,巖層軟硬相間,差異分化易形成危巖。出口段線路右側40米以外沿j2q與j1b接觸帶礫巖和砂巖多形成懸崖陡壁,節理裂隙發育,多形成危巖。坡腳多見崩塌形成的塊石,直徑大的達數米至十余米。2.3氣候水文狀況(指氣候、氣溫、降雨量等)氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候,氣候溫和,光照比較適宜,四季分明,大陸性季風明顯。由于地理位置和多變地貌影響,垂直氣候明顯,小區域氣候差異大,出現海拔高程不同,氣候各異,高山頂和漕谷地氣溫相差大。氣候隨海拔升高而降低。降水充分,但呈陡峭單峰型分布,時空分布不均,常有“東邊日出西邊雨”情形。一般年平均氣溫約15.4℃,年均降水量1039.4毫米,境內風向隨季節變化明顯,夏半年盛行偏南風,冬半年盛行偏北風。全年無霜期約270天。秋冬兩季多霧,多年平均\o"日照"日照時數為1328.3小時。2.4設計概況隧道全長5633.4m,進口里程D3K425+953,出口里程DK431+586。隧道位于劍門關~江油北區間,雙線隧道,線間距4.6m,設計為進口197m的平坡和6‰的單面上坡。全隧V級圍巖593m,IV級圍巖1940m,III級圍巖3100m,包括正洞洞門,洞身開挖、支護、襯砌及相關附屬工程。圖1隧道建筑限界及襯砌內輪廓2.5主要技術標準隧道主要技術標準:(1)線路等級:客運專線;(2)正線數目:雙線;(3)設計區段旅客列車速度目標值:250km/h;(4)最小曲線半徑:8000m;(5)正線線間距:4.6m;(6)最大坡度:6‰(7)牽引種類:電力;(8)列車運行方式:自動控制;(9)行車指揮方式:綜合調度集中。2.6地震烈度據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001)、“5.12汶川地震”后國家相關部門發布的《四川甘肅陜西部分地區地震動峰值加速度區劃圖》(GB18306-2001一號修改單)以及“西成客專廣元(川陜省界)至江油段地震動參數區劃報告”,隧址區地震動反映譜特征周期0.40S、地震動峰加速度值0.15g,其對應地震基本烈度為Ⅶ度。2.7隧道施工環境1)交通情況進口:仙女巖隧道進口所處位置為當地村民住宅區域中,線路左側簡易公路里洞口位置過遠,不能直接通往施工場地,在詳細調查周圍環境的情況下,已新修便道通往施工場地,在整個施工期間,要做好養護和維修工作,確保雨天不泥濘、晴天不揚塵。出口:仙女巖隧道出口位于貓兒村,有簡易水泥公路直接到達,洞口外只需新建簡易棧橋即可展開施工作業。2)施工、生活用水進口:施工用水采用當地河溝水即可滿足施工要求,高壓水池位于隧道進口斜上方,垂直距離50m,蓄水量為67.5m3;生活用水使用當地自來水。出口:施工用水采用洞口外河溝水即可滿足施工要求,水池建在洞口旁,采用高壓水泵供水方式;生活用水利用山泉水。3)施工、生活用電進口:線供電電網為國家電力公司所轄電網。各工點均由專業隊伍架設高壓電網至洞口,根據實際確定需電量進行配置,同時配備備用發電機1臺,作為隧道備用電源。出口:線供電電網為國家電力公司所轄電網。各工點均由專業隊伍架設高壓電網至洞口,根據實際確定需電量進行配置,同時配備備用發電機1臺,作為隧道備用電源。第3章、瓦斯的基本特征、來源和放出類型3.1特征瓦斯是一種無色、無味、無臭的一種混合氣體,主要成分為甲烷(CH4)與乙烯(C2H2),比重為0.554,具有能燃燒,能爆炸,能使人窒息的多種危害性,但它的最主要的危害是燃燒爆炸。瓦斯極易燃燒,但不能自燃,當與空氣混合到一定濃度時,遇火源能燃燒或爆炸。當坑道中的瓦斯濃度小于5%或大于16%時,遇到火焰只是在火源附近燃燒而不會爆炸;瓦斯濃度在5%~6%到14%~16%時,遇到火源便會爆炸,9.5%左右時爆炸威力最大,但瓦斯濃度大于43%時,一般遇火也不能燃燒,瓦斯濃度爆炸界限見表2。表2瓦斯濃度爆炸界限瓦斯濃度(%)爆炸界限5-6瓦斯爆炸下界限14-16瓦斯爆炸上界限9.5爆炸最強烈8.0最易點燃低于5.0不爆炸,與火焰接觸部分燃燒高于14-163.2放出類型瓦斯放出是地層中的瓦斯氣體在地應力作用下沿巖體構造裂隙外漏的表現。歸納起來,發生瓦斯放出有二個主要因素:地應力、瓦斯和圍巖結構,而地應力和圍巖中瓦斯的存在是引起瓦斯放出的主要因素。從巖層中放出瓦斯,可分為幾種類型:(1)瓦斯的滲出:它是緩慢的地、均勻地、不停地從煤層或巖層的暴露面的空隙中滲出,延續時間很久,有時帶有一種“嘶嘶”的聲音。(2)瓦斯的噴出:比上述滲出強烈,從煤層或巖層裂隙或孔洞中放出,噴出的時間有長有短,通常由較大的響聲和壓力。(3)瓦斯的突出:在短時間內,從煤層或巖層中突然猛烈地噴出大量的瓦斯,噴出的時間,可能從幾分鐘到幾小時,噴出時常有巨大的轟響,并夾有煤塊或巖塊。以上三種瓦斯放出形式,以第一種放出的瓦斯量為最大。第4章瓦斯及有毒有害氣體隧道施工方案4.1瓦斯及其它有毒有害氣體超前探測4.1.1瓦斯及有毒有害氣體超前探測原則隧道瓦斯超前預探就是要從時間上提前距離上超前了解隧道圍巖地質情況、瓦斯及有毒有害氣體賦存情況。從一定意義上說,設計單位提交的隧道設計縱斷面圖、地質總平面圖、瓦斯及有毒有害氣體評價等資料也是隧道施工超前探測預報的成果,但由于勘察設計精度的限制及隧道地質的復雜性等種種原因,設計圖中常常遺漏很多只有在隧道施工中才能發現的不良地質體和瓦斯及有毒有害氣體異常區域,因而對圍巖特征、瓦斯及有毒有害氣體賦存描述就不是十分準確。因此,瓦斯隧道施工中針對瓦斯及有毒有害氣體超前預探顯得更為重要。4.1.2瓦斯超前探測設計φ108地質超前探孔:1)地質超前探孔目的地質超前探孔主要是配合瓦斯測試用于確定前方是否存在煤層及瓦斯賦存情況。2)鉆孔設計方案根據《防治煤與瓦斯突出規定》要求:所有突出煤層外的掘進巷道(包括鉆場等)距離煤層的最小法向距離小于10m時,必須邊探邊掘,確保最小法向距離不小于5m。因此,超前鉆孔探測必須在10m前發現前方煤層及瓦斯賦存情況。地質超前探孔每次探測距離應為35m,每25m一個循環。鉆孔瓦斯測試及動力現象分析:瓦斯測試的目的是結合地質超前探孔,開展相關瓦斯測試,判斷仙女巖隧道掘進過程前方是否遇煤層或瓦斯賦存情況,是否存在瓦斯突出危險性;當探測前方有煤層時,開展煤與瓦斯突出危險性測試,判別其危險性。每25m循環開展鉆孔瓦斯測試及動力現象分析,包括前方是否有煤層、鉆孔施工動力現象以及鉆孔瓦斯測試。1)煤層探測通過實施φ108地質超前探孔,判別前方是否存在煤層及其賦存情況。2)鉆孔施工動力現象觀察通過實施φ108地質超前探孔打鉆過程中的動力現象觀察,分析前方瓦斯突出危險性征兆。在打鉆過程中動力現象描述:有(無)卡鉆;有(無)頂鉆;有(無)噴孔現象;鉆孔水溫變化。3)鉆孔瓦斯測試(1)打鉆前后瓦斯測試對打鉆前后掌子面瓦斯濃度進行測試,了解掌子面打鉆前后的瓦斯濃度變化。掌子面打鉆前瓦斯濃度:%;打鉆后瓦斯濃度:%;打鉆過程中最高瓦斯濃度:%。(2)鉆孔瓦斯濃度測試地質超前探孔掘進過程時,測定鉆孔不同深度的瓦斯濃度,如表3所示。表3瓦斯鉆孔深度濃度值孔深(m)濃度(%)孔深(m)濃度(%)424828123216362040瓦斯預探中的瓦斯考察方法 :在深孔鉆探中在每循環超前鉆孔施工過程中記錄每米鉆孔巖性、鉆進情況、瓦斯涌出情況。鉆孔施工完成后對前方煤巖體的瓦斯壓力、鉆孔瓦斯涌出流量、鉆孔瓦斯涌出衰減系數進行測定考察,并預計出隧道在開挖過程中可能產生的瓦斯涌出量。水平鉆孔和傾斜鉆孔封孔工藝分別如圖2、3、4所示。圖2水平鉆孔封孔工藝圖3傾斜鉆孔封孔工藝鉆孔瓦斯參數測試如圖4所示。圖4鉆孔瓦斯參數測試工藝φ50超前驗證孔:1)超前驗證鉆孔目的當采用Φ108鉆孔發現前方存在煤層時,此時應采用超前驗證鉆孔來進行瓦斯測試,從而驗證前方煤層是否存在煤與瓦斯突出危險性。2)鉆孔方案超前驗證鉆孔是探測到前方煤層時實施,通過正洞打至少3個超前驗證孔,確定煤層的有關參數,并判定瓦斯突出危險性,突出危險性預測選用綜合指標法、鉆屑瓦斯解吸指標法或其他一系列方法進行。超前驗證鉆布置方案如圖所示。驗證孔基本參數為:鉆孔深度:10m;孔徑:φ50;孔數:3個。圖5超前驗證孔布置4.2瓦斯及有毒有害氣體自動監測4.2.1監控方案總述根據設計和實際的要求,結合本隧道特點,本項目選用KJ90NA型瓦斯自動化監控系統,監控系統委托專業單位安裝管理。KJ90NA型瓦斯自動化監控系統通過在洞內安裝的瓦斯傳感器、風速傳感器、一氧化碳、硫化氫、溫度等傳感器測定洞內瓦斯濃度、一氧化碳濃度、硫化氫濃度、風速、溫度等參數,并將此信息回饋主控計算機分析處理,瓦斯超標自動聲光報警,再通過設備開停傳感器和饋電斷電器對被控設備自動斷電。該系統主要對洞內瓦斯及有毒有害氣體、風量和主要風機實施風電瓦斯閉鎖及風量控制,及時準確地對洞內各工作面的瓦斯及有毒有害氣體狀況進行24小時監控。4.3.2監控系統配置方案及監控管理a.監控系統配置方案仙女巖瓦斯隧道采用雙向掘進,隧道進出口各安裝1套瓦斯監控系統。每套系統均配備主機、監控軟件、甲烷傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、監控分站、傳輸接口、UPS電源、交換機、打印機、電纜等。隧道安全監控系統設備平面布置見圖6圖6仙女巖隧道KJ90NA煤礦安全綜合監控系統初期布置平面圖b.監控管理人員配備針對本項目特點,計劃每套監控系統配備2名監控值班人員,24小時值班,為仙女巖隧道提供瓦斯監測管理、設備校驗、設備維修與更換等。④監控系統主要設備組成和布置a.甲烷傳感器、一氧化碳、二氧化硫傳感器、風速傳感器的安設◆甲烷傳感器檢測設備應分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業面、仰拱及仰拱作業面、防水層施工處、掌子面回風流處、局扇和配電設備安設點附近等。甲烷傳感器宜自由懸掛在拱頂以下30cm處,其迎風流和背風流0.5m內不得有阻擋物。懸掛處支護良好,無滴水,走臺架過程等不會損壞傳感器。◆硫化氫傳感器檢測設備應分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業面、掌子面回風流處、聯絡橫洞、涌出點附近等。硫化氫傳感器主要安設在隧道底部和離地面1.5m高的位置。◆二氧化硫傳感器檢測設備應分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業面、掌子面回風流處、涌出點附近等。二氧化硫傳感器主要安設在隧道底部和離地面1.5m高的位置。◆風速傳感器安裝在主要測風站,頂板較好無明顯淋水干燥的隧道段,并不影響行人和行車。傳感頭風流指向與風流方向應一致,偏角不得大于5度。吊掛時必須固定,不能讓傳感器左右搖擺。b.洞口主控計算機監控中心洞口主控計算機監控中心放在隧道進口和出口處外適當位置處的專用機房內,條件許可時機房內安裝空調以保證機房恒溫。機房內電纜(含主通訊電纜、電源電纜、網線、避雷器接地線)鋪設時最好在防靜電地板下面,并且機房電器設備外殼必須接地,接地電阻小于2Ω。計算機監控中心包括報警儀、記錄儀、電話、主控計算機及其專用軟件、斷電系統等。計算機電源由在線式不間斷電源或交流穩壓器加后備式不間斷電源供給。c.阻燃專用傳輸電纜監控中心機房到隧道洞口的通訊電纜必須使用靜電屏蔽電纜,安裝時線路應盡量埋地減少雷擊可能。隧道內的監控通信電纜必須選用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜。監測系統中各設備之間的連接電纜需加長或分支連接時,被連接電纜的芯線盒或具有接線盒功能的裝置,必須具備隔爆功能,不得采用電纜芯線導體直接搭接或繞接。當確定隧道為高瓦斯隧道時,接線盒必須是礦用防爆型的,接線盒內必須灌注絕緣充填物。監測系統中電纜與電氣設備和信號電纜與電力電纜應沿隧道兩側分開敷設,若因條件限制必須在同一側平行敷設時,則與電力電纜的間距不應小于0.5m。d.瓦斯斷電儀和瓦斯風電閉鎖裝置近程斷電使用1.5mm2電纜,被控開關使用磁力防爆開關,在斷電安裝完成后,在隧道內采用2%的標準氣樣檢測斷電靈敏性。e.洞內分站分站應安裝在便于工作人員觀察、調度、檢驗、支護良好、無滴水、無雜物的地方,其距離地面的高度不應小于0.3m,并加墊木或支架固定。獨立的聲光報警箱懸掛位置應滿足警聲能讓附近的人聽到的要求。⑤瓦斯監控系統的安裝該設備由廠家直接提供成品,由專業服務機構負責采購,并協調廠家完成該系統的的檢驗、安裝、調試等工作,并符合國家有關瓦斯監測監控標準及技術相關要求。⑥瓦斯監控系統的運行與管理a.瓦斯監控系統委托專業單位負責管理和維護。b.由于隧道施工的特點及通風方式,甲烷傳感器等的安設位置是動態變化的,瓦斯監控技術人員為施工單位提供隧道開挖前進過程中、通風方式變化等情況下的監控系統管理、維護,瓦斯傳感器、二氧化硫傳感器、風速傳感器等的布置技術服務,同時提供瓦斯傳感器、二氧化硫傳感器、風速傳感器等的校檢、更換等技術服務內容。圖7監控系統主要設備連接圖c.瓦斯監測系統提供的數據是對隧道內瓦斯及有毒有害氣體進行實時動態監測的結果,其結果受溫度、爆破震動等因素的影響,因此就需要對數據進行分析、整理,為施工管理人員指導安全生產提供可靠的瓦斯及有毒有害氣體參數依據,瓦斯監控技術人員24小時值班,進行相關方面的瓦斯監測工作。d.瓦斯監控系統24小時安排人員不間斷值班,對監控系統進行維護,定期檢查監控線路、主機、分站、傳感器等的完好性。e.發現監控數據出現異常或監控系統發出報警信號時,技術人員立即通知項目相關人員,并到現場進行技術指導,協助排除隱患。f.對監控系統數據進行整理、分析,為施工管理人員指導安全生產提供可靠的瓦斯參數依據。g.每天提交瓦斯及有毒有害氣體監測服務日報。4.3瓦斯及有毒有害氣體人工監測4.3.1瓦斯及有毒有害氣體人工監測人員安排及工作形式瓦斯及有毒有害氣體人工監測落實專人進行并委托專業機構對瓦檢員進行培訓,合格后發特種作業證書,為施工過程提供真實、客觀的瓦斯監測數據,指導工程施工。1)人員數量配備情況為加強隧道內有毒有害氣體監測服務工作,針對本項目實際情況,成立一個有毒有害氣體監測項目組,根據隧道進出口端配備人工檢測員,進出口每端每班配備2名人工檢測員(按每天三班作業計算)。本隧道為雙向掘進施工,需配備12名人工檢測員。2)工作內容及形式(1)形式:以跟班作業的形式在隧道內進行實時瓦斯濃度及有毒有害氣體濃度檢測。(2)工作內容:①檢測方式:每班的人工檢測員均采用光干涉式瓦檢儀及四合一氣體檢測儀負責巡回檢測整個隧道有毒有害氣體濃度。②檢測頻率:當瓦斯濃度在0.5%以下時,瓦檢員1小時檢查一次;瓦斯濃度在0.5%以上時,隨時檢查,檢查作業不得離開該工作面;瓦檢員必須落實“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”。其它有毒有害氣體的檢測頻率為1小時檢測1次。③檢測地點:隧道內各工作面(掌子面開挖、初期支護、仰拱開挖、仰拱混凝土施工、防水板掛設、二次襯砌立模、二次襯砌混凝土灌注、隧道散水治理);瓦斯可能產生積聚的地點(二襯臺車部位、隧道內避車洞室和綜合洞室的上部、隧道內具有明顯凹陷的地點);隧道內可能產生火源的地點(電機附近、機電設備安裝點附近、電纜接頭點);瓦斯可能滲出的地點(地質破碎地帶、地質變化地帶、煤線地帶、裂隙發育的砂巖、泥巖及頁巖地帶);在隧道進行超前鉆孔前,必須在超前鉆孔附近進行瓦斯檢測;被特批允許的洞內電氣焊接作業地點、內燃機具、附近20m范圍內必須進行瓦斯檢測。=4\*GB3④對現場檢測數據進行分析,形成瓦斯檢測日報。4.3.2人工瓦斯及有毒有害氣體監測方案人工檢測實行“三班制”24h不間斷巡回查檢測。進、出口每班各安排2名專職檢查員,各作業班組發放檢測儀,在施工過程中隨時檢查有毒有害氣體濃度。人工監測作好監測記錄,包括監測地點樁號、時間、有毒有害氣體類型、濃度等內容。人工監測還應符合以下要求:1、專職檢查員定時監測有毒有害氣體濃度。A、瓦斯:檢測段內瓦斯濃度含量在0.5%以下,每隔1小時檢查一次;0.5%以上時,應隨時檢查,不得離開掌子面,發現異常及時報告,并采取有效措施保證施工過程安全;當發現瓦斯濃度在2%以上時,應加強通風稀釋后方可進入檢查。B、SO2:檢測段內SO2含量在10mg/m3以下,每隔1小時檢查一次;10mg/m3以上時,應加強通風稀釋后方可進入檢查(隨時進行),并采取有效措施保證施工過程安全,發現異常及時報告。C、CO:檢測段內CO含量在30mg/m3以下,每隔1小時檢查一次;30mg/m3以上時,應加強通風稀釋后方可進入檢查(隨時進行),并采取防護措施。D、氮氧化物(換算成NO2):檢測段內氮氧化物含量在5mg/m3以下,每隔1小時檢查一次;30mg/m3以上時,應加強通風稀釋后方可進入檢查(隨時進行),并采取防護措施。E、H2S:檢測段內H2S含量在10mg/m3以下,每隔1小時檢查一次;10mg/m3以上時,應加強通風稀釋后方可進入檢查(隨時進行),并采取有效措施保證施工過程安全,發現異常及時報告。2、排放有毒有害氣體前,至少應組織兩人對被排放的通道進行有毒有害氣體檢查,瓦斯濃度超過3%或SO2含量超過30mg/m3或CO濃度超過100mg/m3時應由救護隊進行檢查。3、隧道回風流每次放炮前至少檢查1次有毒有害氣體。4、處于回風流中停止運轉的電器設備及開關在每次啟動前,應在其附近進行有毒有害氣體檢查。5、隧道開挖工作面放炮地點20m范圍內、放炮點,在每次裝藥前、放炮前、放炮后必須進行一次有毒有害氣體檢查。6、當兩臺瓦斯檢測儀對瓦斯濃度檢測結果不一致時,以濃度顯示值高的為準。瓦檢員應在8h內將瓦斯檢測儀器送技術室校準。瓦檢員應當加強對便攜式瓦斯檢測儀的充電與維護管理工作,使用前必須檢查便攜式瓦斯檢測儀的零點是否漂移過大和電壓欠壓。不符合要求的瓦斯檢測儀,不得使用。零點漂移過大的瓦斯檢測儀需及時送試驗組校準。7、當人工檢測員攜帶的便攜式瓦斯檢測儀報警或檢測出瓦斯及有毒有害氣體超限時,則立即通知該工作面施工負責人,該處立即停工,并及時通知通風人員加強通風。若是局部瓦斯積聚的地點瓦斯檢測儀報警,瓦斯濃度未達到2.0%,人工檢測員通知通風人員對該地點加強通風(開啟局部通風機等措施),并繼續加強瓦斯濃度檢測,該地點可繼續施工,但應絕對避免火源的產生;當局部瓦斯積聚的地點瓦斯濃度大于2.0%時,瓦檢員通知該工作面的施工負責人,該地點及附近20m立即停工,并切斷該處電源,撤出工作人員,同時通知通風人員加強通風措施,人工檢測員加強瓦斯濃度的檢測。4.4瓦斯隧道電氣與作業機械4.4.1機電設備及供配電系統安全技術要求(1)瓦斯隧道洞內應使用防爆電器設備,設備的運作,維修和管理工作必須符合防爆性能的各項技術要求,防爆性能受到破壞的機電設備立即處理或更換。(2)主要機電設備和供電開關要有接地保護,地線網電阻小于2歐姆。(3)供電系統采用“三專”、“兩閉鎖”,“三專”是專用變壓器、專用開關、專用供電線路;“兩閉鎖”是瓦斯濃度超標時與供電的閉鎖,通風與供電的閉鎖。(4)施工用電采用雙回路不同電源線路。一路電源發生故障停止供電時,另一路電源仍能擔負施工用電。備用線路采用“自發電站”作為備用電源,“自發電”的裝機容量最小應滿足以下設備的負荷要求:通風機、洞內照明。(5)高壓不超過10kV,手持電器設備、電話、信號裝置的額定電壓不超過127V,低壓照明、遠距離控制線路的額定電壓不超過36V。(6)洞外設專用照明變壓器降壓后經礦用防爆主電纜送入洞內。各相應地段設置照明及信號專用綜合保護裝置,將380V三相中性點不接地電源,降壓為127V,用防爆接線盒接入防爆燈具,防爆投光燈及防爆白熾燈應滿足道路和施工照明需要。4.4.2電纜線路的安全技術要求(1)瓦斯工區內高壓電纜的選用符合下列規定:①固定敷沒的電纜根據作業環境條件選用;②移動變電站采用監視型屏蔽橡套電纜;③電纜采用銅芯。(2)瓦斯工區內低壓動力電纜的選用符合下列規定:①固定敷設的電纜采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜、鎧裝聚氯乙烯電纜或不延燃橡套電纜;②移動式或手持式電氣設備的電纜,采用專用的不延燃橡套電纜:③開挖面的電纜必須采用銅芯。(3)瓦斯工區內固定敷設的照明、通信、信號和控制用的電纜采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜。(4)電纜的敷設應符合規定。(5)電纜的連接應符合要求。4.4.3配電箱的安全技術要求①總配電屏設在配電房內,分配電箱安裝在用電設備或負荷相對集中的地方。分配電箱與開關箱的距離不得超過30m,開關箱與其控制的固定用電設備的水平距離不宜超過3m。②配電箱,開關箱周圍應有足夠二人同時工作的空間和通道,不得堆放任何妨礙操作;維修的物品。③配電箱;開關箱應采用優質絕緣材料制作,安裝應端正牢固,箱底面與地面的距離在1.2~1.5m之間。④箱內工作零線應通過接線端子板連接,并應與保護零線接線端子分設;箱體的金屬外殼應做保護接零,保護零線必須通過接線端子連接。⑤配電箱;開關箱必須防雨,防塵。導線的進線口和出線口應設在箱體的下底面,并要求上部為電源端,嚴禁設在箱體的上頂面,側面,后面或箱門處。進出線應加護套分路成束并做防水彎,導線束不得與箱體進出口直接接觸。4.4.4電氣裝置的選擇安全技術要求①配電箱,開關箱內的電氣設備必須可靠完好,不準使用破損、不合格的熔斷器的容體應與用電設備容量相應。②總配電屏或分配電箱均應裝設總閘隔離開關和分路隔離開關,總熔斷器和分路熔斷器以及漏電保護器。③每臺設備應有獨立的開關箱,實行一機一閘制,嚴禁用一個電氣開關直接控制兩臺及以上用電設備。④現場用電設備除做保護接零外,都必須在設備負荷首端處安裝漏電保護器。購置的漏電保護器必須是國家定點生產廠家或經過國家有關部門正式認可的產品。⑤對于新購置或擱置已久重新使用和使用一個月以上的漏電保護器,應認真檢驗其特性,發現問題及時修理或更換。對于潮濕和腐蝕介質場所的漏電保護器應采用防腐型產品。⑥手動閘刀開關只允許用于控制照明的電路和容量不大于5.5KW的動力電路做直接啟動;容量大于5.5kW的動力電路應采用自動開關或降壓啟動裝置控制。4.4.5電氣裝置的設置(1)瓦斯工區照明燈具的選用,符合下列規定:①已襯砌地段的固定照明燈具,可采用EXdⅡ型防爆照明燈②開挖工作面附近的固定照明燈具,必須采用EXdⅠ型礦用防爆照明燈;③移動照明必須使用礦燈。(2)在一個工作場所內不能只裝局部照明,照明器具和器材的質量應合格;不得使用絕緣老化;破損的器具和器材。(3)在正常濕度時,選用密閉型防水防塵的照明器或配有防水燈頭的開啟式照明器,在有振動的場所選用防振型照明器。(4)單相線路中,零線與相線截面相同;單相照明回路的開關箱必須裝設漏電保護器,嚴禁照明零線通過熔斷器。(5)電氣、燈具的相線必須經開關控制,不得將相線直接引入燈具;不得把照明線路掛設在無絕緣措施的金屬物體上;移動照明導線應采用電纜線。4.4.6接地與防雷安全技術要求①在施工現場專用的中性點直接接地的電力線路中,必須采用接零保護,電氣設備的金屬外殼必須與專用保護零線連接。②保護接零不得裝設開關或熔斷器,保護零線應單獨設置,不作他用。③保護零線使用銅線不得小于10平方毫米,鋁芯線不得大于16平方毫米。④保護零線統一標志為綠/黃雙色,在任何情況下不得使用綠/黃雙色作為負荷線。⑤施工現場的用電設備,處于經過現場上空高壓架空電力線的屏蔽范圍內,不單獨設避雷裝置。若出現用電設備在該屏蔽范圍之外,應安裝避雷設施。避雷針長度為1~2米,可用φ16圓鋼端部磨尖。⑥避雷針保護范圍按60°遮護角防護。4.4.7備用電源由于本工程為瓦斯隧道,為了保證電網停電時,通風機能正常運行往洞內通風,在進出口配電房各安裝一臺250kW內燃發電機組,專門供給通風機。在配電屏的輸出端各安裝一把倒向刀閘,保證在用內燃發電機供電時與當地電網隔離,避免發生事故。內燃發電機組安裝試機完畢后,向當地電力管理部門申報,取得使用許可,確認為合格備用電源后方可使用。4.5瓦斯隧道鉆爆作業4.5.1瓦斯隧道開挖施工方案隧道通過瓦斯段的原則:短進尺,弱爆破、強支護,勤監測,加強通風,快噴錨。短進尺:隧道通過煤層或油砂巖地區,因有瓦斯溢出,圍巖軟弱,應力較大。每次開挖進尺控制在2m以內,采用上、下微臺階開挖,臺階長度控制在5m內。保證每次開挖面積小,瓦斯溢出量不大,開挖輪廓能夠迅速得到支護。強支護:在可能的情況下,盡量將支護加強。或者加強初期支護,或者加強二次襯砌,形成“加固圍巖,改善變形,先柔后剛,先放后抗,變形留夠,底部加強”的支護原則。勤監測:采用“雙保險”監測措施。即建立遙控自動化監測系統與人工現場監測相結合。弱爆破:采用低爆力部份露煤震動放炮方案。瓦斯開挖時采用短進尺,弱爆破,洞內爆破嚴格執行“一炮三檢制”(裝藥前、放炮前、放炮后)、“三人連鎖放炮制”(放炮員、班組長、瓦檢員)。爆破采用電力起爆,并使用煤礦許用電雷管,嚴禁使用秒和半秒延期電雷管,使用煤礦許用毫秒延期電雷管,采用煤礦許用炸藥,并采用濕式鉆孔。4.5.2放炮管理(1)爆破作業必須使用煤礦許用炸藥,有突出地段安全等級不低于三級的煤礦許用的含水炸藥。不使用不合格和變質、超期的炸藥。采用摻加了消焰劑的煤礦安全炸藥。雷管總延時時間≤130ms,使雷管延期小于瓦斯爆炸所需的感應期,以保證不會引燃、引爆瓦斯;采用連續正向裝藥方式雷管安放在最外一節炸藥中,不得使用裸露藥包。并采取用有MA標志的電力發爆器,瓦斯段爆破應將隧道內所有人員撤出洞外,在洞外爆破,并設置警戒,由專人把守。(2)打眼時采取濕式鑿巖,嚴禁干式鑿巖。(3)炮眼的深度、位置、裝藥量符合該工作面“作業規程”的要求規定,炮眼充填填滿、填實,嚴禁使用塊狀物或可燃性物質代替炮泥充填炮眼,應使用水炮泥和黏土炮泥充填炮眼,炮泥長度符合下列要求:眼深小于0.6m時,不得裝藥放炮;眼深為0.6~1m時,封泥長度不得小于眼深的1/3;眼深超過1m時,封泥長度不得小于0.5m;深孔爆破的封泥長度不得小于1m。(4)嚴格執行火藥、雷管的存放、運輸管理規定,放炮員要持證上崗。(5)掌子面只準一次裝藥一次放炮,有爆破作業的工作面必須嚴格執行“一炮三檢”的瓦斯檢查制度,保證放炮前后的瓦斯濃度在規定的界限內。(6)禁止使用明接頭或裸露的母線放炮,放炮母線連線、發爆等工作必須由專職放炮員一人操作,嚴格執行“三人連鎖放炮”制度;放炮地點附近20m以內,瓦斯濃度達到1%時,必須停止放炮。(7)爆破器材的加工,在洞外的加工房中進行。進行爆破器材加工和爆破作業的人員,嚴禁穿化纖衣物。(8)爆破后立即進行通風排煙,距爆破時間20min后,檢查人員進入工作面,進行以下各項檢查并妥善處理后,其他工作人員才準進入工作面:有無瞎炮及可疑現象;有無殘余炸藥或雷管;頂板、兩幫有無松動的石塊;噴錨支護有無損壞與變形;工作面通風狀況如何,煙塵及污染的空氣是否超標。進入隧道的內燃機械與車輛,應設置尾氣凈化裝置,并加強裝運碴作業期間的通風,加大通風功率,做好通風設計,保證洞內空氣清新。4.6揭煤、防突措施及排放瓦斯4.6.1揭煤防突施工方法根據相關規定和實際施工經驗,揭煤施工程序按照如下作業程序進行:煤層超前探測→煤與瓦斯突出危險性預測→鉆孔排放瓦斯→防突效果檢驗→石門揭煤→過石門坎→煤層掘進。1)施作超前鉆孔,探明煤層位置和瓦斯情況隧道開挖揭煤時宜采用臺階開挖。上導坑開挖時,掘進工作面至煤層20m(垂直距離)遠,必須打至少3個穿透煤層全厚的超前鉆孔,并進入頂(底)板不小于0.5m,詳細記錄巖芯資料,結合上導坑的超前鉆孔和開挖,推測煤層是否有畸變。施作超前鉆孔時直徑為108mm,若發現地質構造變的復雜、巖體破碎,則必須在隧道開挖輪廓線外5m范圍內布置一定數量的超前鉆孔,確保能準確掌握煤層厚度、角度變化及瓦斯情況等。2)施作預測孔,進行煤與瓦斯突出危險性預測考慮到測定煤層瓦斯壓力要達到原始壓力值時間較長,并且單獨用瓦斯壓力并不能確切判明煤層的突出危險性,本設計揭煤前不測定瓦斯壓力,以節約施工時間。突出預測采用鉆屑指標法為主,鉆孔瓦斯涌出初速度法為輔的方法。隧道采用上、下導坑法開挖,突出預測孔主要控制上、下導坑斷面(預測孔直徑Ф50mm)。3)防治瓦斯突出技術措施防治突出采用多排鉆孔排放或抽放。結合突出預測情況,如煤層確存在較大突出危險,可將鉆孔封孔、接抽,以達到加速和有效的消除突出危險性的目的。鉆孔控制范圍:隧道輪廓外上方7m,左右兩側6m,底部3m;鉆孔孔徑108mm,并進入底板巖層不小于0.5m。抽排半徑取1.5m。上導坑施作鉆孔時工作面坑底距煤層頂板垂距應不小于5m,可由超前鉆孔確定,下導坑排放鉆孔需在上導坑排放完畢并揭煤后進行。4)瓦斯排放排放孔進行瓦斯排放時,所有洞內掘進施工應停止,排放15天。排放瓦斯順序:上導坑打排放鉆孔(坑底距煤層不小于5m)→排放瓦斯15天→揭煤穿過煤層→下導坑打超前鉆孔及預測孔。當判定有突出性危險→由下導坑底順煤層施作扇形排放鉆孔→排放瓦斯15天→下導坑揭煤穿過煤層。5)防突效果檢驗瓦斯排放完成之后,上下導坑分別打檢查孔,用以確定瓦斯排放是否結束。檢查孔布置在揭煤端面中部,并應位于措施孔之間,終孔位置應位于措施孔控制范圍的邊緣線上。若煤層不具有突出危險性,則結束排放。否則視排放效果應繼續排放或采用水力沖孔等其它措施處理。6)放炮揭開和穿過煤層通過排放效果檢驗,煤層無突出危險性后,封堵排放鉆孔。采用自進式錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固,同時安裝格柵鋼架,而后采用震動放炮揭煤。揭煤時,掘進工作面與煤層之間必須保持一定巖柱,其最小垂直厚度應不小于1.5m。遇巖石松軟、破碎還應增加巖柱厚度。4.6.2揭煤、防突及排放瓦斯具體設計隧道揭穿突出煤層,即隧道自頂板巖柱穿過煤層,進入底板的全部作業過程,都必須采取防治突出措施。隧道防治突出措施包含下列內容:a、控制突出煤層層位的鉆孔布置;b、突出預測方法及預測鉆孔布置;c、防治突出技術措施;d、防治突出技術措施效果檢驗;e、安全防護措施。預測瓦斯突出危險程度指標:a、解析指標K1值當f≥0.35,K1>0.4 或f<0.35,K1>0.3時,有突出危險;b、瓦斯瞬間解析壓力Pa>0.03MPa;c、鉆孔瓦斯涌出初速度qm≥4L/min;d、瓦斯壓力P≥0.74MPa 有突出危險;e、打鉆期間動力現象:噴孔、頂水、頂鉆、卡鉆。當具備a或d時,有突出危險,同時具備b、c、e時,有突出危險。1)控制煤層層位的鉆孔布置在仙女巖隧道瓦斯設防段掘進過程中,必須連續施作超前鉆孔,以探明施工前方地質情況,防止誤揭煤層。工作面掘進至距煤層20m(垂距)之前,沿隧道前進方向打一個穿透煤層全厚且進入底板不小于0.5m的前探鉆孔;在隧道工作面掘至距煤層10m(垂距)時,打三個穿透煤層全厚且進入底板不小于0.5m的前探鉆孔。所有探孔要求詳細記錄巖芯資料,以利于探明突出煤層的相對位置。若隧道工作面掘至距煤層20m(垂距)時,發現地質構造變得復雜、巖石破碎,則必須在隧道斷面四周輪廓線外5m范圍煤層內布置一定數量的前探鉆孔,以保證能確切地掌握煤層厚度、傾角變化、地質構造和瓦斯情況等。2)突出預測方法及預測鉆孔布置本設計揭煤前不測定瓦斯壓力,以節約施工時間。突出預測采用鉆屑指標法為主,鉆孔瓦斯涌出初速度法為輔的方法。1、鉆屑解吸指標K1的測定a、鉆機一鉆進煤層就取一次鉆屑,以后每鉆進1m,取一次鉆屑作解吸指標測定。取樣時,把秒表、篩子準備好(Φ1mm的篩子在下,Φ3mm的篩子在上)。鉆孔鉆到預定深度時,用組合篩子在孔口接鉆屑,同時啟動秒表,一面取樣,一面篩分,當鉆屑量不少于100g時,停止取樣,并繼續進行篩分。b、把篩分好的Φ1~3mm的煤樣裝入WTC瓦斯突出參數儀的煤樣杯,將盛滿煤樣的煤樣杯放入煤樣罐中,蓋好煤樣罐,將閥門轉動到煤樣罐或煤樣瓶與大氣相通的位置。c、當秒表計時到預定時間t0(通常規定t0為1~2min),轉動閥門使煤樣罐或煤樣瓶與測量系統接通、與大氣隔絕,啟動儀器開始測量鉆屑瓦斯解吸量。2、鉆孔瓦斯涌出初速度q的測定a、鉆進煤層后每鉆進1m,測定一次鉆孔瓦斯涌出初速度q。b、當鉆孔鉆進至預定深度后,立即用秒表計時。隨后迅速拔出鉆桿,把封孔器送入孔底進行封孔。全部封孔操作應在規定進行流量計讀數的時間以前完成。c、在封孔操作的同時,應及時將流量計與導氣管口連接好,待封孔完成后即可進行測定。采用的流量計讀數為瞬時流量時,在秒表走時至2min時讀數,即為鉆孔瓦斯涌出初速度值;采用的流量計讀數為累計氣體流量時,則應在秒表走時至1.5min時讀出流量計數值。當秒表走時至2.5min時再讀一個流量計數值,后一數減去前一讀數即為鉆孔瓦斯涌出初速度值。兩種類型流量計,使用時只能確定一種而不能混用,以免造成較大的測量誤差。如果因封孔操作不及時等原因,測定瓦斯流量的時間已超過了規定的時間時,該測定結果不能作為判定工作面無突出危險的依據。3、突出預測指標臨界值可根據揭煤點的實際情況,取煤樣進行實驗研究,確定鉆屑解吸指標K1臨界值。每次揭煤都應作好鉆屑解吸指標K1、鉆孔瓦斯涌出初速度q及其臨界值考察。總結分析,為下一次揭煤突出預測提供可靠的依據。3)防治突出技術措施防治突出技術措施采用多排鉆孔排放或條帶抽放。由于隧道開挖斷面大,為防止煤層突然揭開時大量涌出瓦斯,需實施多排鉆孔預排瓦斯。鉆孔控制范圍:隧道輪廓線外上方7m,左、右兩幫6m,底部3m。排(抽)放鉆孔孔徑90~110mm,排(抽)放半徑取1.0m。鉆孔布置見“排放孔位置布置圖”。拱頂拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m煤層拱頂煤層拱頂煤層拱頂煤層拱頂煤層煤層煤層煤層煤層煤層煤層煤層排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層左左左左左左左左右右右右右右右右鉆孔排放剖面鉆孔排放平面煤煤層煤層煤層煤層70°70°70°70°煤層煤層煤層煤層剖面剖面剖面剖面平面平面平面平面圖7排放孔位置布置圖排放孔進行瓦斯排放時,所有洞內掘進施工應停止,排放15天。排放瓦斯順序:上導坑打排放鉆孔(坑底距煤層不小于5m)→排放瓦斯15天→揭煤穿過煤層→下導坑打超前鉆孔及預測孔。當判定有突出性危險→由下導坑底順煤層施作扇形排放鉆孔→排放瓦斯15天→下導坑揭煤穿過煤層。4)超前支護隧道放炮揭開和穿過煤層時,為防止煤層垮落誘發突出,需采用自進式注漿錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固。注漿加固措施在排(抽)放孔實施后,放炮揭煤前實施。控制隧道拱部及拱腳1米范圍,錨桿布置在隧道開挖輪廓線煤層上部0.5~0.9m,穿入煤層底板1.0m。設計每環向錨桿36根,長度4米;縱向按2米間距布置,鉆孔直徑Ф38mm,鉆孔間水平距離0.4m。5)防突措施效果檢驗執行防治突出措施后,按突出預測相同的方法和指標檢驗措施效果。一個效果檢驗孔布置在揭煤斷面中部,并應位于措施孔之間;其它效果檢驗孔位于隧道上部和兩側。終孔位置應位于措施孔控制范圍的邊緣線上。如檢驗結果的各項指標都在突出危險臨界值以下,則認為措施有效;反之,認為措施無效,必須補充防治突出措施,再進行效果檢驗。直至措施有效,方可放炮揭煤。6)放炮揭煤及穿過煤層爆破設計通過排放效果煤層無突出危險性后,封堵排放鉆孔,采用自進式錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固,同時安裝格柵鋼架,而后采用震動放炮揭煤。揭煤時,掘進工作面與煤層之間必須保持一定巖柱,其最小垂直厚度應不小于1.5m,遇巖石松軟、破碎,還應增加巖柱厚度。采用“低爆力震動放炮部分露煤揭石門”方法。7)安全防護措施采取的主要安全防護措施有:遠距離爆破、安裝壓風自救器或隔離式自救器、設置避難所或安全躲避地點、進行爆破或其他容易導致突出的工序時回風系統設置禁區、瓦斯監測系統連續監測瓦斯和瓦斯超限切斷電源、使用防爆電氣、石門揭煤時采用金屬骨架、震動性爆破、設置金屬擋欄等。同時,對發生突出后的突出孔洞及時進行處理。8)瓦斯抽放設計仙女巖隧道為低瓦斯隧道,施工中如果有突出危險,則須進行瓦斯排放或抽放。若需抽放瓦斯,瓦斯抽放設計可委托有資質的單位作專項設計4.7瓦斯隧道火源控制4.7.1防止明火措施(1)防靜電(2)防撞擊火花(3)機械摩擦火花(4)禁止在洞口、通風機房周圍20m以內使用明火、吸煙及用火爐取曖。(5)嚴禁攜帶煙草、點火物品和穿化纖衣服進洞;嚴禁攜帶易燃品進隧道,必須帶入隧道的易燃品要經總工程師批準。(6)隧道內禁止使用電爐或燈炮取暖。(7)不得在隧道內和洞口洞內從事焊接作業。(8)嚴禁在隧道內存放汽油、煤油、變壓器油等。(9)防止煤炭氧化自燃,加強火區檢查與管理,定期采樣分析,防止復燃。(10)在隧道中設置消防器材和消防設施。4.7.2防止出現爆破火焰措施⑴隧道爆破作業,必須使用三級煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管,不合格或變質的炸藥不準使用。⑵瓦斯工區鉆孔爆破作業按下列規定操作:①開挖工作面附近20m風流中瓦斯濃度必須小于0.5%;②必須采用濕式鉆孔;③炮眼深度不小于0.6m;④爆破地點20m內,風流中瓦斯濃度小于0.5%;⑤爆破地點20m內,機械、碎石、洞碴等物體阻塞開挖斷面不大于1/3;⑥通風風量足,風向穩;⑦炮眼內煤、巖粉清除干凈;⑧禁止使用明接頭或裸露的爆破母線;爆破母線與發爆器的聯結要牢固,防止產生電火花;(4)防放炮火花:使用水炮泥或粘土炮泥封孔密實不漏氣,嚴禁使用煤粉、塊狀材料、水泥袋紙和其它可燃性材料堵炮眼。4.7.3防止出現電火花措施專職電工負責隧道的電路及電器設備安設,電路、電器的安裝,具體如下:(1)給洞內供電采用專用變壓器,并取消變壓器的中性點接地,洞內動力電采用380V,照明電采用127V。(2)洞內照明采用礦用隔爆型照明信號綜合裝置ZBZ-4KW380/133V,二襯工區采用礦用隔爆型白熾燈127V/60W,開挖面照明采用礦用隔爆型投光燈127V/175W。(3)洞內的所有電力均從瓦電閉鎖開關下接入。(4)隧道內的輸送泵因其功率相當大,采用專線供電。(5)隧道內使用的移動電力設備(電鋸、電錘、搗固器等)使用礦用隔爆型插銷開關連接。(6)固定敷設的電纜采用不延燃橡套電纜;移動式或手持式電氣設備采用不延燃橡套電纜;開挖面采用銅芯不延燃電纜。(7)電纜按規定敷設。⑻電纜與電氣設備連接,使用與電氣設備的防爆性能接線盒BHDZ。電纜芯線使用線鼻子與電氣設備連接。(9)禁止高壓饋電線路單相接地運行,當發生單向接地時,立即切斷電源。低壓饋電線路上,必須裝設能自動切斷漏電線路的檢漏裝置,本隧道采用礦用隔爆型檢漏繼電器JY-82型。(10)通信線路在隧道洞口處裝設KHX90通訊線路避雷器。(11)隧道電氣設備的金尾外殼、構架等,都必須有保護接地,其接地電阻值滿足要求。(12)凡容易碰到的、裸露的電氣設備及其帶動機械外露的傳動和轉動部分,都必須加裝護罩或遮欄。(13)瓦斯工區內的電氣設備不大于額定值運行。(14)瓦斯工區內的低壓電氣設備,嚴禁使用油斷路器、帶油的起動器和一次線圈為低壓的油浸變壓器。(15)隧道內高壓電網的單相接地電容電流不大于20A。(16)瓦斯工區內禁止高壓饋電線路單相接地運行,當發生單向接地時,立即切斷電源。低壓饋電線路上,必須裝設能自動切斷漏電線路的檢漏裝置。(17)高瓦斯工區和瓦斯突出工區內的局部通風機和開挖工作面的電氣設備,必須裝設風電閉鎖裝置。當局部通風機停止運轉時,立即自動切斷局部通風機供風區段的一切電源。(18)為了防止雷電波及隧道內引起瓦斯爆炸,必須遵守規定。第5章、瓦斯隧道施工的有關專項要求5.1瓦斯工區鉆孔作業應符合下列規定:(1)壓入式通風機必須裝設在洞外或洞內新
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