煤層瓦斯地段隧道施工技術(shù)

1、天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632煤層瓦斯地段隧道施工技術(shù)1.瓦斯的防爆限值及處理瓦斯?jié)舛确辣拗禈?biāo)準(zhǔn)如下：瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時開挖面自動發(fā)出報警，撤出人員，停止一切作業(yè)，加速通風(fēng)，同時打開高壓風(fēng)。瓦斯?jié)舛?.0%時為警戒預(yù)防，指揮員、安全員隨時監(jiān)測，禁止放炮，切斷掌子面電源，加速通風(fēng)。瓦斯?jié)舛?.5%時采用礦用防爆型設(shè)備，發(fā)出第一次報警，加強監(jiān)測，通風(fēng)。瓦斯?jié)舛?.25%時停止洞內(nèi)焊接作業(yè)。瓦斯?jié)舛?.25%時正常作業(yè)，采用通用設(shè)備。2.揭煤段長度與開挖斷面選擇2.1揭煤段長度根據(jù)其它瓦斯隧道經(jīng)驗，選擇在遇到煤層前10m到揭開煤層后10m為揭煤段長

2、度，按照揭煤方案進行施工。2.2揭煤段的開挖斷面瓦斯超限積聚的地點一般為隧道拱頂、掌子面、開挖周邊凹陷處、側(cè)洞等。因此在施工中，拱頂必須采用光面爆破技術(shù)。規(guī)范規(guī)定，在有瓦斯和煤塵爆炸危險的隧道所使用的雷管為煤礦許用毫秒延期電雷管，總延期時間不得超過130ms。由此限定了爆破雷管段數(shù)。這也限定了隧道開挖斷面，為此施工中采用臺階法。隧道瓦斯煤層地帶施工中考慮采用中長臺階法施工，即在隧道距煤層至少20m時分為上、下斷面開挖，待上半斷面穿過煤層底板10m以上時，下半斷面再揭開煤層。3.揭煤作業(yè)流程3.1工藝流程第一步：超前探測。探測煤層厚度，走向，傾角；探測瓦斯、煤突出危險程度；探測是否涌突水；第二步

3、：上半斷面瓦斯排放。排放范圍為上部7m，左右兩側(cè)各5m，下部3m；孔徑0.75m；排放時間715d。第三步：超前支護。超前自進式錨桿(排距1)；超前小導(dǎo)管雙液注漿。第四步：上半斷面開挖。采用中長臺階法施工，嚴(yán)格揭煤爆破工藝。預(yù)留變形量。第五步：初期支護。噴砼厚度10cm，格柵(鋼架)支撐，間距0.5m，臨時模注砼封閉厚度0.25。第六步：下半斷面瓦斯排放。排放范圍為左右兩側(cè)各5m。孔徑0.75m；排放時間57d。第七步：下半斷面分步開挖。分步開挖、分步接長格柵，支護封閉。第八步：下半斷面支護。格柵接長，噴砼或模注砼封閉，厚0.3m。下部臨時砼封閉，包括仰拱封閉。3.2工藝要點第一條：超前鉆孔探

4、測進入煤層前10m要進行超前鉆孔預(yù)測。如遇地質(zhì)巖性明顯變黑或隨著掘進瓦斯?jié)舛瘸矢咛荻茸兇髸r，不論設(shè)計是否為煤層段，均應(yīng)加強超前鉆孔探測。利用超前鉆孔確切了解煤層層位、厚度、煤質(zhì)、頂?shù)装鍘r性，在鉆孔沒有探測到煤層時，應(yīng)確保工作面到鉆孔探測范圍邊緣的距離20m，否則，應(yīng)停止開挖，再打一次鉆孔探測煤層。在掘進工作面距煤層頂板垂距10m以遠(yuǎn)處，打一組3個穿透煤層全厚的超前鉆孔(75)，詳細(xì)記錄巖芯資料，在距煤層頂板垂距5m以遠(yuǎn)處，打3個穿透煤層全厚的預(yù)測孔(50)，見煤后，改用電煤鉆，同時實施監(jiān)測預(yù)報，判定突出危險程度、瓦斯溢出濃度等。在距煤層頂板垂距5m以遠(yuǎn)處，打3個超前鉆孔，探清距煤層2.5m巖柱

5、準(zhǔn)確位置，防止誤穿煤層。第二條：上半斷面瓦斯排放采用鉆孔排放作為防突的主要手段，在施工中，選擇瓦斯排放參數(shù)為：排放瓦斯工作面與煤層之間必須有一個安全巖柱，煤炭部門防突細(xì)節(jié)規(guī)定，對于堅硬巖層其厚度3.5m，松軟巖層5.0m。排放范圍為開挖線上方7m，兩側(cè)5m，上半斷面開挖時其底部以下為3m，下半斷面開挖時其底部以下為2m。單孔排放半徑及孔間距應(yīng)根據(jù)煤的透氣性、允許排放時間等因素確定，鉆孔和半徑取0.51.0m，孔距不大于排放半徑的2倍。瓦斯排放可根據(jù)煤層的不同特點，采取相應(yīng)的排放方法，縮短排放時間，節(jié)省工期。瓦斯排放基本完成后應(yīng)打一個檢測孔(孔徑50)，通過瓦斯監(jiān)測確定瓦斯排放是否結(jié)束，若瓦斯壓

6、力1Mpa，且煤層不具有突出危險性，則結(jié)束排放，否則視排放效果應(yīng)繼續(xù)排放。第三條：超前支護為防止煤層坍塌、巖體變形，結(jié)合防突需要，經(jīng)過瓦斯排放，施做超前自進式錨桿及超前小導(dǎo)管，向巖體壓注水泥一水玻璃雙液漿，加固巖體并封閉煤層裂隙，減少瓦斯溢出。超前自進式桿與超前小導(dǎo)管相間布置，前者采用R25自進式錨桿，長10m，排距1m，每2m設(shè)一環(huán)；后者采用42小導(dǎo)管，長5m，環(huán)向間距0.5m。第四條：上半斷面開挖上半斷面開挖的技術(shù)要求為：“勤檢驗、短進尺、弱爆破”。勤檢驗：開挖前，應(yīng)檢驗工作面前方10m的上中下左右部位的突出危險性。短進尺：每次爆破掘進1長度，一般為0.60.8m。預(yù)留變形量設(shè)計為15cm

7、，主要是為防止大變形。弱爆破：一是周邊眼不裝藥；二是加密炮眼，減少單孔裝藥量；三是煤層在導(dǎo)坑上部時，只打巖石眼，在煤層中不打眼、不裝藥；四是采用礦用安全炸藥及五段電雷管。第五條：初期支護由于煤層位于上方，支護強度不足易引起巷道變形或者坍塌，因此應(yīng)加強支護。開挖后及時噴砼10cm，用R25N自進式錨桿和22藥包錨桿作為初期支護，采用格柵(鋼架)作為支撐臨時模注砼封閉，厚度0.25m，加固圍巖(煤層)，防止冒頂。施工中，要特別注意拱部變形，防止大的坍塌及采空區(qū)，因采空區(qū)域賦存老窯水及瓦斯，如果擊穿，災(zāi)害巨大。揭煤段支護技術(shù)要求：“快封閉、強支護”。第六條：下半斷面瓦斯排放采用鉆孔排放作為防突的主要

8、手段。根據(jù)設(shè)計資料提供的煤層走向，由于在揭煤施工中先遇到煤層頂板，所以可以利用上、下半斷面開挖的時間差，提前施工下半斷面的排放鉆孔既可保證施工安全，又可節(jié)約工期。瓦斯排放主要參數(shù)：排放范圍：左右兩側(cè)各5m，底部2m。排放半徑：0.5m。布孔方式：梅花型。一般排放時間：57d，繼續(xù)施工時，應(yīng)預(yù)先測試；排放時間可根據(jù)現(xiàn)場實際加以調(diào)整。鉆孔傾角：盡量與煤層視傾角相等但70，以免排碴困難。排放孔設(shè)計：鉆孔連線應(yīng)與煤層走向平行。第七條：下半斷面開挖下半斷面分為三步開挖，先開挖一側(cè)邊墻，開挖1.5m后，格柵接長做好支撐，再開挖另一側(cè)，最后開挖中間巖層(煤層)，如此循環(huán)往復(fù)。第八條：下半斷面支護下半斷面開挖

9、后應(yīng)及時將格柵接長做好支撐，噴砼或模注砼封閉邊墻和仰拱，厚度0.3m。4.揭煤段爆破技術(shù)4.1爆破器材的選擇規(guī)定礦用安全電雷管延期時間限制在130ms以內(nèi)，使用毫秒延期電雷管，不會引爆瓦斯煤塵。不準(zhǔn)使用秒或半秒延期電雷管。由于秒延期雷管或半秒延期雷管各段的間隔時間，長達1秒和半秒，容易引爆瓦斯煤塵。煤礦安全炸藥不得使用硬化或水份超過0.5%的銨梯炸藥。硬化的銨梯炸藥，在使用前應(yīng)用手揉松，使其不能成塊，但不能將藥包紙損壞。嚴(yán)禁使用硬化到不能用手揉松的銨梯炸藥。起爆器材在有瓦斯煤塵爆炸危險的礦井，應(yīng)采用防爆型的電容放炮器。這種放炮器有高強度的防爆外殼，電能輸出有時間限制，在6毫秒之內(nèi)能將足夠電流輸

10、送到爆破網(wǎng)路后面自動停止供電，防止網(wǎng)路炸開瞬間產(chǎn)生的電火花放電，使安全得到保證。放炮母線必須用紫銅或鋁制的電阻小的導(dǎo)線，并有良好的絕緣層。使用時必須懸空。懸掛，不得同任何導(dǎo)體相接觸和靠近。炮泥應(yīng)用水炮泥，水炮泥外剩余炮眼的部分，應(yīng)用粘土填滿封實，也可使用不燃性、可塑性松散材料，如沙子、粘土和砂子的混和物等制成粘土炮泥。采用水炮泥比單純使用粘土炮泥時，可減少放炮產(chǎn)生的有害氣體，使煤層濃度降低2050%，并能產(chǎn)生水霧，防止放炮引爆瓦斯煤塵。嚴(yán)禁使用煤粉、塊狀材料等其它可燃性材料作炮泥。要杜絕用紙等可燃性材料作為堵塞材料。炮眼深度0.6m時，不得裝藥，放炮；炮眼深度為0.6m1.0m時，炮泥長度炮眼

11、深度的二分之一；炮眼長度1.0m時，炮泥長度都不得0.5m；炮眼深度2.5m時，炮泥1長度m；光面爆破時，周邊光爆破眼應(yīng)用炮泥封實，且封泥長度0.3m。4.2爆破方式必須采用正向爆破，嚴(yán)禁反向爆破。施工中采用串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。因為采用非串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時，由于雷管電流分配不均，毫秒電雷管的秒量就會發(fā)生混亂。裝炮前，在洞外最好對每發(fā)電雷管進行檢查。4.3起爆方式將起爆線引至掌子面外500m處，在此處開挖一避人洞，同時設(shè)一高壓風(fēng)閥，起爆前，打開高壓風(fēng)風(fēng)閥，沖淡此處瓦斯?jié)舛?，然后起爆?.4合理設(shè)計炮眼炮眼深淺、抵抗線太小、間距大小、裝藥量多少、封堵質(zhì)量好壞等，都要適中，并且不與煤巖裂縫或其它眼打通。規(guī)程規(guī)定，炮眼

12、深度0.6m，工作面有兩個以上自由面時，在煤層中最小抵抗線0.5m，在巖層中0.3m，淺孔崩大巖塊時，也0.3m。炮眼間距0.4m。4.5禁止放“連珠炮” 用四芯電纜聯(lián)兩組炮眼，第一組炮眼放后，緊接著放第二組炮眼。在兩次放炮間隙中，既不能檢查瓦斯，又不能灑水防塵。由于第一次放炮后，涌出的大量瓦斯和飛揚起的大量煤塵，往往都能達到爆炸下限濃度，在第二次放炮時，就會造成瓦斯煤塵爆炸。所以，在有瓦斯煤塵爆炸的采掘面，進行爆破作業(yè)時，絕對禁止放“連珠炮”，也不允許一次裝藥分次放炮。4.6嚴(yán)防放炮器和放炮母線發(fā)生短路火花檢查放炮母線是否斷通，要用導(dǎo)通表測量。如果兩根母線聯(lián)起來，用放炮器做電源 ，來檢查母線

13、是否斷通，極易在放炮器接線柱處或在母線上產(chǎn)生火花；放炮母線或輔助母線有破皮、裸露接頭，必須作絕緣處理，否則，放炮時或意外導(dǎo)入雜散電流時，也往往會產(chǎn)生短路火花，這些在有瓦斯煤塵爆炸危險的環(huán)境中，是很不安全的，必須嚴(yán)格防止。5.揭煤段通風(fēng)技術(shù)揭煤施工時，由于此時是洞內(nèi)瓦斯?jié)舛人查g最高時間，除啟動常規(guī)的通風(fēng)系統(tǒng)外，在揭煤地段施炮前，應(yīng)及時打開高壓風(fēng)，增加新鮮風(fēng)量，提高洞內(nèi)風(fēng)速。6.揭煤段施工監(jiān)測6.1監(jiān)測的內(nèi)容與目的防止在施工過程中，有害氣體濃度超限造成災(zāi)害，以確保施工安全和施工的正常進行；根據(jù)監(jiān)測的洞內(nèi)有害氣體的濃度大小，及時采取相應(yīng)的技術(shù)措施。檢驗排瓦斯技術(shù)措施效果，正確指導(dǎo)隧道施工，為科學(xué)組織施工提供依據(jù)。6.2瓦斯檢測程序工程指揮機構(gòu)成立專門的瓦斯安全檢查機構(gòu)，負(fù)責(zé)對隧道瓦斯進行檢查和監(jiān)督安檢員的工作，巡回檢查隧道內(nèi)的瓦斯情況，并對所使用的儀器進行日常的保養(yǎng)、調(diào)