隧道工程穿煤层安全技术研究

为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。隧道工程穿煤层安全技术研究　　摘要：隧道施工过程中经常遇到含瓦斯煤层。瓦斯是煤的伴生气体，瓦斯含量与瓦斯压力共同决定了煤层瓦斯的赋存状态。在施工过程中，必须采取合理、有效的安全技术降低前方煤体瓦斯含量，抑制瓦斯涌出强度，确保巷道瓦斯浓度符合规定要求。本文从煤层瓦斯突出机理、瓦斯治理安全技术措施、施工工艺等方面进行了研究，保障隧道工程穿越煤层时人员安全。　　Abstract：Gascontainingcoalseamisoftenencounteredintheprocessoftunnelconstruction.Gasistheassociatedgasofcoal，andthegascontentandgaspressuretogetherdeterminethepresenceofcoalseamgas.Intheprocessofconstruction，reasonableandeffectivesafetytechnologymustbeadoptedtoreducethegascontentofthecoalbodyaheadandsuppressthegasemissionintensitysoastoensurethatthegasconcentrationintheroadwaymeetsthestipulatedrequirements.Thispaperstudiesthemechanismofgasoutburstincoalseam，thesafetytechnicalmeasuresofgascontrol，constructiontechnologyandotheraspectstoensurethesafetyofpersonnelwhencrossingtunnels.为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。 为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　关键词：隧道;含瓦斯煤层;安全技术　　Keywords：tunnel;coalseamcontaininggas;safetytechnology　　中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1006--0185-02　　0引言　　近些年，在云贵等地区，大量修建的隧道经常遇到含瓦斯煤层。在施工过程中，由于技术、管理等原因经常出现灾害事故，造成严重的人员伤亡和经济损失。由于云贵地区地质情况复杂，隧道施工过程中预测、预报制度不完备，针对性的技术措施不够完善，使得现场安全工作难度较大。为降低隧道穿煤层风险，有效控制瓦斯事故。本文针对隧道穿煤层安全技术进行研究。　　1煤层瓦斯成因与主要危害　　古代植物在成煤过程及碳化变质过程中，产生大量瓦斯。在长期的地质变化过程中，大部分瓦斯都已逸散、分解到地面上，只有一小部分还被保存在煤岩体内[1]。掘进过程穿煤层释放的瓦斯主要危害是巷道中瓦斯浓度较高时，容易产生爆炸，瓦斯爆炸界限为5～16%。当瓦斯浓度为%时，其爆炸威力最大，同时过高的瓦斯浓度容易造成人缺氧窒息死亡。因此必须控制好受限空间内瓦斯浓度，保证人员的安全作业。　　2煤与瓦斯突出机理与预测为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。 为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　在地应力作用下，煤体瓦斯释放的引力作用下，软弱煤层容易突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤，对作业的人群产生瞬间冲击，造成人员伤亡。这种事故称为突出事故。目前对突出机理的认识有代表性的是前苏联霍多特等人于1976年提出的综合作用假说。突出是地应力，瓦斯压力和煤的物理力学性能综合作用的结果，从能量学的角度可以认为煤体吸附的高压力瓦斯提供了煤与瓦斯突出的能量，煤的坚固性系数越低，煤壁抵抗力越差，越容易产生突出，煤坚固性系数也是形成突出的一个极为重要的因素。考虑到隧道工程前方地质构造复杂，误揭煤层很容易诱发瓦斯突出事故，在隧道掘进过程中开展煤层探测过程是非常必要的。根据《防治煤与瓦斯突出细则》规定，需施工前探钻孔以探明煤层产状及释放煤层中的瓦斯深度情况，保证巷道安全揭露煤层。超前钻孔前探10m，两帮控制5m，无异常状态下可掘进8m，继续下一步循环作业。探明煤层赋存状态和产状后，巷道继续掘进至巷道顶板与煤层底板垂距5m处。施工瓦斯压力测定钻孔，进行瓦斯压力的测定。直接测压法首要问题是把测点选好，避开采动影响区与地质破碎带，才能测到煤层真实的瓦斯压力。成孔之后，需要及时清理、封孔，若出现渣、水等，可用压风管进行吹排。封孔后24h后就可观察瓦斯压力，根据测定的瓦斯压力大小，在巷道全断面布置防突瓦斯释放钻孔和瓦斯抽放钻孔。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。 为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　3防止瓦斯事故安全技术措施　　在施工前探钻孔，探测前方煤体瓦斯赋存状态后，必须采取针对、有效性的措施。煤层瓦斯含量小于3m3/t，可以考虑施工排放钻孔，待瓦斯含量降低，继续掘进，在排放瓦斯过程中，若出现巷道中瓦斯浓度超限，必须接入抽放系统，保证瓦斯排放安全，排放钻孔布置见图1。　　　　若煤层瓦斯含量3～8m3/t，必须施工抽放钻孔，待工作面前方煤体瓦斯含量降低至安全值后，继续作业。　　对于瓦斯压力超过，煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度、煤的破坏类型等三个单项指标全部或单一超过临界值，必须引起足够的重视，严格按照防突措施执行。在煤层掘进过程中，受掘进作业影响，破坏了煤岩体原始��力状态，在前方出现了二次应力集中，岩体爆破后有利于煤体弹性能的释放。在掘进揭煤过程中，必须将瓦斯压力降低到安全允许值范围内，防止揭煤后出现瓦斯突出的次生事故。在进入煤体掘进的过程中，需要开展煤与瓦斯突出局部预测工作，预测的方法可以采用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法等，同时结合瓦斯含量、瓦斯涌出强度、煤体温度等多个指标进行综合判定。在综合了多项指标后，若各项指标均符合规定，方可安全掘进。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。