瓦斯隧道专项安全施工方案.doc

杨保寨瓦斯隧道专项安全施工方案厦蓉高速公路织纳段第4合同段杨保寨瓦斯隧道专项安全施工方案二〇一三年七月道隧集团工程有限公司一、工程概况杨保寨隧道位于织金县以那镇大屯村,隧道进口距乡村公路约200m，出口下方有乡村公路通过,交通较方便隧道穿越孤立山体，隧道附近最高高程148800m,最低高程1254.20～148800m，相对高差约218m隧道通过段高程为139030～1316.00m，相对高差74.30m，隧道进口地形稍缓，该段植被较发育,基岩出露较好,隧道出口山坡坡度约30～45度，该段植被不发育，基岩零星出露杨保寨隧道为分离式隧道,隧道左幅里程桩号为ZK91+700~ZK92+122，长422m；右幅里程桩号为YK91+697~YK92+120，长423m隧道左幅进出口地板高程1317.82～1305.99m，最大埋深6190m；右幅进出口地板高程131806～130623m，最大埋深70单洞净宽1025m，净高5m设计荷载：公路-Ⅰ级；设计时速80Km/h.1.瓦斯参数(1）本次直接法测得C1、C2、C3、C4煤层原始瓦斯含量最大值分别为1203m3/t、11.63m3/t、12.57m3/t、13.22m3/t，煤层瓦斯含量高。

2）本次间接法测得C1、C2、C3、C4煤层最大瓦斯压力分别为0.862MPa、0886MPa、0.899MPa、0.878MPa，煤层瓦斯压力大.（3)本次测得C1煤层的瓦斯放散初速度指标△pmax=1465，煤的坚固性系数fmin=042，煤的破坏类型为III；C2煤层的瓦斯放散初速度指标△pmax=1779，煤的坚固性系数fmin=037，煤的破坏类型为IV;C3煤层的瓦斯放散初速度指标△pmax=15.21，煤的坚固性系数fmin=041,煤的破坏类型为III；C4煤层的瓦斯放散初速度指标△pmax=1203，煤的坚固性系数fmin=0.33，煤的破坏类型为IV二、编制依据1、《公路隧道设计规范》JTGD70—2004；1、《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120-2002,J160—2002；3、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－2006）；4、《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027－2006）；5、《防治煤与瓦斯突出规定》（2009）；6、《石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件》（MT/T955-2005）；7、《石门揭穿突出煤层震动爆破技术条件》(MT/T958—2005）;8、《公路隧道施工技术细则》JTGF60—2009；9、《爆破安全规程》（GB6722—2011）；10、《煤矿安全规程》（2011年）；11、《煤矿安全监控系统通用技术要求》(AQ6201-2006)；12、《矿山救护规程》（AQ1008－2007)；13、《矿井通风安全装备标准》（GB/T50518—2010)。

14、《瓦斯隧道施工指南》15、中国矿业大学编制的《杨保寨隧道左洞探煤设计及成果报告》、《杨保寨隧道右洞探煤设计及成果报告》（201316、中国矿业大学编制的《杨保寨隧道煤层瓦斯赋存参数测试报告》(2013.7）.三、安全施工技术方案 3．1通风隧道掘进作业环境应符合下列卫生标准：坑道中氧气含量按体积计不应小于2O％二氧化碳浓度不超过05％，坑道内温度不宣高于30℃有害气体浓度中的一氧化碳（CO）不大于00024%，二氧化氮（NO2）不大于0.00025%,二氧化硫（SO2）不大于00005%，硫化氢（H2S）不大于0.00066%,氨（NH3）不大于0.004％.见表A表A隧道内各种有害气体最高容许浓度表名称符号最高容许浓度(％）一氧化碳CO00024二氧化氮NO2000025二氧化硫SO200005硫化氢H2S0.00066氨NH30004粉尘浓度：含1O％以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气不得大于2mg，含1O%以下游离二氧化硅的粉尘．每立方米空气不得大于4mg由于该隧道存在煤层，主要的有害气体为瓦斯，如何降低瓦斯浓度并控制在0.5％以下是确保施工安全的重要条件，而加强通风是稀释瓦斯浓度的最有效、最快捷的途径。

隧道采用机械通风．必须满足洞内各作业点所需的最大风量、风压风量按每人每分钟供应4m3/min的新鲜空气计算,采用内燃机械作业时，1kw供风量不宜小于3m3/min风速在全断面开挖时不应小于0.5m/s3.1.1隧道掘进施工风量计算隧道需要的风量,须按照单个掘进工作面同时工作的最多人数、将瓦斯浓度稀释到0.5％以下、隧道燃油用风量、隧道所需最低风速(0.5m∕s）以及稀释爆破排烟分别计算,采用其中的最大值1、按单个掘进工作面最大班下井人数计算风量.隧道作业人员用风Q人=4×N×K，其中：4一每人需风量（m3/min）：N一最大班下井人数，取50人：K一风量备用系数，取1．45，计算得：Q人=290m3/min=4.83m3/s2、按将瓦斯浓度稀释到05％以下计算风量Q隧=100·Q隧瓦·K隧通/0.5其中：Q隧-隧道风量;Q隧瓦—隧道煤层绝对瓦斯渗出量；K隧通-隧道瓦斯涌出不均衡系数取2根据《杨保寨隧道左（右）洞探煤设计及成果报告》以及《杨保寨隧道煤层瓦斯赋存参数测试报告》,计算得出隧道掘进面瓦斯最大涌出量为6.65m3／min计算得:Q隧=100×6.65m3／min×2/0.5=2660m3／min3、隧道燃油用风量在装渣工序中，挖掘机、汽车燃油所消耗空气量根据挖掘机、汽车燃油的平均辛烷值和16烷值进行测算，装渣时按4辆载重汽车、二台挖掘机考虑,平均每分钟燃油所消耗空气量约为60m3。

即隧道燃油用风量为：Q燃=60m3/min=1.0m3/s.4、以隧道中最低风速计算风量参照《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120—2002，J160—2002，及《公路隧道施工技术规范》JTGF60—2009，及《煤矿安全规程2011》，经过综合考虑,取隧道施工中最低风速不小于0.5m/s，因此,隧道最低风速用风量:Q=0.5×947=47.35m3/s=2841m3/min其中:0.5-—隧道中最低风速(m/s)；94.7--隧道一衬后的断面面积（m2）.因此，以隧道中最低风速计算风量的最大值为2841m3/min（4735m3/s）5、按稀释和排炮烟所需风量计算Q=19/t()=1394m3／min其中：t一放炮后通风时间，取30,min；G—单次爆破最大装药量，取120.9，kg；A一隧道断面面积，取94.7，m 2;L-最长通风距离，长距离隧道掘进时，炮烟在沿隧道流动过程中与空气混合，在未到达隧道出口时已被稀释到允许浓度出的距离称为临界长度,在这种情况下，L取临界长度，L=125GbK/(Aξ2），本隧道最长通风距离L=423m；ξ-风管漏风系数,取5%；b—炸药爆炸时有害气体生成量，煤层中爆破取100，岩层中爆破取40；K—紊流扩散系数。

因此，按稀释和排炮烟所需风量计算的值为1394m3/min（466m3/s）根据以上计算，隧道的最大风量为隧道中最低风速计算的风量值2841m3/min（47.35m3/s）1.2通风设施1、连通横道由于隧道施工的特殊性,可以在适当位置施工连接左右隧道的连通横道，设置风门等设施如有必要时，可打开风门作为巷道式通风的回风联络巷.2、测风站在隧道内每隔一定距离设置测风站，用于测量风速、温度、湿度、CH4、CO2等参数.3.1.3风机选型1、风机选型计算1）风机供风量Qj=（1+μ）·Qmax=1.05×4735=4972m3式中：μ——通风安全裕度，取5%;Qmax-—最大需风量.2）风阻系数式中：L—-管道长度，m，取423；α—-通风阻力系数，(N s2/m－8)；取00025d——风管直径3）通风阻力损失及通风机风压： 设计风量应取风机风量与工作面风量的集合平均值：选用1.8m的风筒，风筒摩擦阻力为：H=RfQ2=847.5 （Pa）式中：Q——风量.Ht=H+hv=847.5+=8475+371.9=1219.4(Pa）在隧道进口端的左、右幅洞口外30m各安装一台型号为SDDY—Ⅲ—NO。

13.0型，隧道专用三速对旋式大功率轴流式风机一台,电机功率132×2kW,转速1480转／min，风量180000-125000-70000m3／h(3000—2083—1167m3／min）；全压7000/3100/1300Pa采用压入式向隧道内通风，隧道内风筒直径1根据风机选型计算，该主风机可以满足隧道煤层地段设计所需风量、全风压的要求.在二衬台车处隧道顶部瓦斯容易积聚,可以采用风筒导风稀释瓦斯，也可以从压风管路上安装胶皮软管（要对压风进行减压,控制压风流速）,利用压风吹散瓦斯.这两种方法均可满足稀释瓦斯的要求鉴于隧道停风后瓦斯等有害气体增加趋势明显，故采用24小时不间断通风按照隧道内回风流中的最低风速0.5m/s计算，由此选择的风机配备的送风风筒（风筒直径18m)承受的压力一般，风筒内风速也比较适中，通风比较容易管理2、通风方式：由于杨保寨隧道最长掘进距离为423m，所以采用单向掘进,掘进工作面最长通风距离约为423m，左、右幅隧道掘进头均采用压入式独头通风.通风机实施专用变压器、专用开关、专用电缆并安装“瓦斯电、风电”两闭锁.风机布置见图A.9A杨保寨隧道通风系统及风机布置图压入式通风开挖工作面需风量和回风风量均由洞外轴流风机提供。

3.1.4通风检测类仪器、设备配置根据《煤矿安全规程》，参照《矿井通风安全装备标准》，为了满足杨保寨隧道通风检测的需要，对隧道通风检测类设备型号及数量进行配备，详见表B表B隧道通风检测类设备配备表序号名称型号单位数量1高速风表EY11B便携数字式个42高中速风表AFC—121个43微速风表DFA—3个44秒表机械式块45通风干湿表DHJ1个46干湿温度计DHM1个47空盒气压计DYM3个48双管水银压力表DYB3支49U型倾斜压差计AFJ-150台1210皮托管AFP—6B支2411补偿式微压计BWY—250台412矿井通风多参数检测仪JFY台83.15通风管理措施1、一般规定隧道过瓦斯地段施工期间，应建立瓦斯通风监测监控、检测系统，测定瓦斯浓度、CO2、CO、风速、风量等参数，配备便携式瓦检仪和光学瓦检仪.2、通风系统（1）采用压入式通风方式,风管管口距离掌子面的长度必须小于有效射程2）通风机必须由指定人员负责管理,保证正常运转.(3）压入式轴流通风机和启动装置，必须安装在距洞口30m以外，且避开隧道口中心位置；并符合《煤矿安全规程》的有关规定4）选用防爆型压入式轴流通风机.必须采用抗静电、阻燃风筒,风筒必须吊挂平直，接头严密不漏风，破口及时粘补。

5）通风机必须采用专用开关、专用线路供电；也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路,通风机每。