瓦斯隧道施工工艺

瓦斯隧道施工工艺
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瓦斯隧道施工工艺

C

式中:C——沼气安全浓度,为1%;

   g——隧道沼气绝对涌出量(m3/min).

根据风量计算,在井口分别安装相应通风设备。

  为保证施工安全,安装风电闭锁装置CJT498-2016标准下载,即停风必须停电,送风后根据具体情况人工复电。

第二阶段:巷道式通风。新鲜空气从主斜井进入隧道,到工作面后将洞内浊气压往横通道、平行导坑和副斜井,由安装在副斜井口的主扇风机抽至地面大气中。

   为了杜绝通风死角和避免循环风,在横通道前≥10m处安装一台轴式通风扇,通过风管把新鲜风流直接送入掘进工作面,洞内浊气则沿隧道外流,经横通道汇入回风流中。

<四>、煤系地层的开挖方法和地质超前预报技术

聚煤环境的影响,煤系地层大多为泥岩、页岩、砂泥岩和煤层互层,岩性松软、破碎,自稳性差,故在铁路隧道大断面开挖时,极易坍落塌方。

由于上述原因,决定了在煤系地层中不宜全断面开挖,而应采取半断面正台阶、先墙后拱的施工方法。在开挖上弧导坑前,视围岩情况或设超前小导管注浆,或设超前水平锚杆补强,并短掘紧衬,衬砌紧跟工作面,以防塌方。平行导坑因断面小采取全断面开挖,但仍应短掘紧衬。

在岩石破碎,凿眼过程中发生卡钻、顶钻,或由于其它原因使凿眼时间延长时,则采取密炮眼、小药量的办法,尽量减少放炮对支护混凝土的影响。

为保证隧道开挖顺利,避免盲目性,增强科学性,应做好地质超前预报。为此,一是在隧道开挖前要充分利用现有的地质资料,并在实践中将其鉴别和筛选,去伪存真;二是在隧道开挖过程中,不断收集和积累新的地质资料;三是因地制宜,采取多种手段,藉以提高预报的准确性。

平行导坑除了与正洞形成巷道式通风外,还有为正洞超前探明地质的作用。由于平行导坑超前施工,因此,地质超前预报工作首先在平行导坑进行。具体做法是:

利用地质素描 :把斜井的地质资料投影绘制在平行导坑所在的剖面上,利用岩层产状为平行导坑进行地质预报。

利用钻孔资料:在瓦斯工区布置2~3个钻孔,让它们都分布在平导和正洞的正中间,运用垂直投影法或岩层走向投影法把钻孔资料投影绘制在平行导坑所在的剖面上,即可为平行导坑进行地质预报。

水平超前钻探:水平超前钻探可采用黑龙江矿业学院工厂制造的TXU——75液压钻机。该钻机可在不同硬度的岩层中以任何角度钻φ75mm以内的孔,并可取岩芯。围岩的岩性、层位变化通过岩芯或钻屑判定。从钻孔资料可以计算和分析出煤层厚度、位置、产状及顶、底板岩性。

平行导坑的地质超前预报技术同样可以应用与正洞,可直接利用平导所探明的地质资料,并通过其自身的钻探资料与平导相对照,使二者相互补充,彼此验证。

利用TSP200隧道地震波超前预报地质系统,预报掌子面前方200米的地质情况,为施工安排作超前考虑。

随着工程的进展和隧道不断向前延伸,工作面必然愈来愈接近煤层,相应的,隧道里瓦斯含量也将从无到有,由小到大呈递增趋势。但不同的施工工序和隧道的不同部位瓦斯含量有着明显差异,因此,必须加强对瓦斯的检测。瓦斯检测要抓住以下环节:

加强关键工序的瓦斯检测

加强重点部位的瓦斯检测

由于瓦斯比空气轻,而且有很强的扩散性,当隧道风速小到一定程度(通常认为风速小于0.25m/s时,瓦斯将游离出来,并在隧道顶层和死角处聚积,局部有可能达到爆炸浓度。因此,隧道顶部及顶部超挖的空洞、盲巷、避车洞和断面变化大等处(此处风速变小),是检测的重点,抓住了这些重点部位,就能及时发现“死角”。

因此,铁路瓦斯隧道的施工没有必要花巨资去购买洋仪器。从安全角度出发,应同时选用不同测量原理的仪器,以便集各类检测仪器之所长,弥补其不足,并使其相互参照,彼此验证。对检测仪器不必求洋,但应求全。

具体监测实施见“隧道瓦斯监测工艺”。

瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:一是要有足够的氧气(氧气浓度在12%以上);二是要有一定的沼气(5%~16%,以9.5%时爆炸最为猛烈);三是要有高温火源,如明火、放炮火花、电器设备火花等。

《铁路隧道施工规范》规定:“坑道中氧气含量按体积不小于20%”,这是施工人员生存的基本条件。因此,隧道在施工过程中氧气能达到瓦斯爆炸所需浓度,这是无法避免的;至于隧道里的瓦斯浓度,则主要取决于煤层和围岩中的瓦斯含量,我们只能利用通风和其它排放措施尽量使其降低到爆炸界限以下。相比之下,杜绝高温火源则是防止引燃、引爆瓦斯的一条根本措施。所以,瓦斯隧道施工必须采取以下安全措施:

使用矿用防爆型机电设备

所谓矿用防爆型机电设备,就是把机械的电机、电器等装在具有防爆性能外壳里(这种设备通常用“KB或EX表示),使其产生火花、火焰及其散发的热量不致引燃壳外的沼气。

洞内供电,使用矿用橡胶阻燃、防爆软电缆,这种电缆的导电主芯为铜绞线,能避免铝芯电缆在短路时飞溅出来的铝蒸气引起瓦斯或煤尘爆炸的危险,而且这种电缆以硫化橡胶作主绝缘层,并设马鞍形防震橡胶垫芯和氯丁橡胶护套,具有很好的防爆性。

这些防爆机电设备,除严格按规程安装使用外,要经常检查维修,使之处于完好状态,保持其防爆性能。

对引燃、引爆瓦斯的综合防治

除了采取上述两条防止引燃、引爆瓦斯的措施外,对施工中容易引发瓦斯事故的许多环节还需采取综合防治措施。

塑料管容易聚集静电荷。当风流或压缩空气通过塑料管时,能产生许多快速间断火花或接近连续放电火花。当放电能量达到0.28MJW时,能引燃、引爆瓦斯。故必须使用双抗(抗燃、抗静电)塑料管作通风管,并且不使用塑料管材作喷浆管和高压风管。

(2) 防撞击火花:铁器之间、铁石之间的撞击火花在施工中随处可见,必须有相应的防范措施:一是矿车两端设置橡胶碰头,避免矿车直接碰撞;二是装碴前先把石碴洒水润湿,防止耙斗与石碴相互撞击产生火花;三是拆卸钢模板和铺设轨道时,均使用木锤。

(3) 防放炮火花:使用水泥或粘土炮泥封孔密实不漏气,严禁使用煤粉、块状材料、水泥袋纸和其它可燃性材料堵炮眼。

(4)禁止使用电焊、气割等设备。

〈七〉.煤与瓦斯突出的预测和防治

煤与瓦斯突出是指在极短的时间里,由煤体向隧道中突然排出巨量的瓦斯和粉碎的煤,造成瓦斯窒息、燃烧、爆炸及煤流充塞隧道等事故,给施工构成极大的威胁。

依据地质资料,初步判断煤层有无突出危险。在隧道施工过程中,仍需对上述煤层分别进行实地突出危险性预测,区分突出危险煤层和突出威胁煤层,以便有的放矢地对其采取不同的防治措施。

对于煤层的突出危险预测,用综合指标法或石门钻屑指标法均可。相比之下,石门钻屑指标法以两项指标代替综合指标法的四项指标,具有快速准确的特点。

煤科院重庆分院研制的ATY瓦斯突出预测仪集数据测量、处理、储存、打印、显示、报警等功能于一身,具有快速、准确、自动化程度高等特点。

对各煤层采取的防护措施有:

震动放炮是揭煤时一种诱导突出的安全防范措施。它是通过多钻眼、钻浅眼、少装药的施工方法,使煤体及岩层造成震动,在人员撤到安全地点的条件下诱导突出,以保证作业的安全。震动放炮即使没有诱发突出,由于强大的震动力使煤体破裂,有助于消除围岩应力的不均衡状态,释放煤体内的弹性潜能,缓和地压,有利于防突和安全施工。

震动放炮辅以金属骨架

金属骨架是一种预防突出的辅助措施。揭煤时,为了使金属骨架不被爆破崩坏,骨架孔的开孔和终孔位置均设在开挖周边线以外。因此,施钻前要把工作面适当扩大。

骨架孔穿透煤层深入岩层0.5m,孔距75mm,内插50钢管并注浆,钢管尾端用U型螺栓和方垫板联结固定在钢拱架上,钢拱架立在开挖周边线以外。金属骨架虽不能直接大量降低煤体内的应力和瓦斯压力,但能增加煤体的稳定性,此外,骨架钻孔有卸压和排放瓦斯的作用,所以能减小突出能量。

具体工艺见“揭煤施工工艺”。

〈八〉.气密性混凝土施工

所谓气密性混凝土,是在混凝土中掺入一定比例的硅灰、粉煤灰和高效减水剂(FDN),利用硅灰和粉煤灰的高化学活性改善混凝土整体结构和界面状况,使混凝土中的孔隙率降低,孔结构细化并减少其贯通性毛孔数量,从而提高混凝土密实度、抗渗性和耐腐蚀性,达到封闭瓦斯、防水及防腐的目的。

在瓦斯设防段模注气密性混凝土,并采用全封闭复合式衬砌,即把气密性混凝土分初次衬砌和二次衬砌两次进行,在两层混凝土之间设置一道高密度的HDPE板作为瓦斯隔离层,并对施工缝进行特殊处理,以防止瓦斯泄漏,保证隧道运营安全。这是对瓦斯隧道采取的一条特殊防范措施。

贵州省六盘水至威宁(黔滇界)公路截水沟施工方案.doc具体见“气密性混凝土施工工艺”。

〈九〉、安全工作和瓦斯现场救护

瓦斯始终是威胁瓦斯隧道施工安全的一个首要问题,因此,安全工作要常抓不懈,警钟长鸣,做到:

1.制定各项安全规章制度:安全管理、检查制度,机械设备安全制度、用电安全制度、通风安全制度、人员防护安全制度。

2.规章制度力求科学、严谨、详尽、具体,既便于操作,又利于督促检查;

3.要对职工进行安全教育和岗前培训,并考核、颁证,持证上岗;

5.建立安全专门组织机构及救护队,明确安全具体负责人员及职责,岗位明确,责任到人。建立救护队是瓦斯隧道现场救护的主要组织措施,其目的是及时、有效地对瓦斯事故进行救护,使事故损失降低到最低限度。救护队必须是一支军事化的、训练有素的专业队伍,配备相应的装备和器材。瓦斯隧道的施工期间,可以由局或处派救护队进驻工地。

铁路瓦斯隧道施工技术和现场管理是一项系统工程,因此,施工前要全面规划,统筹安排,施工中要周密部署,精心组织。

异型石材加工的技巧.pdf 铁路瓦斯隧道施工简要方案

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