高瓦斯隧道施工瓦斯防治对策.doc

高瓦斯隧道施工瓦斯防治对策刘广飞中铁二十一局三公司都汶路G合同项目部摘 要 介绍瓦斯基本知识及其瓦斯隧道分类，以及在施工中瓦斯的预 防及其采取的相应安全措施、对策关键词瓦斯 瓦斯隧道施工预防措施引 言 市于我国交通事业的飞速发展，已建、在建的及将要建设的隧 道工程数量巨大，隧道所跨越的地质情况越来越复杂，其中又以瓦斯隧道的 情况特别突出，本文根据《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯隧道技术规范》、《瓦 斯检查工》等技术规程，并结合作者所参与施工的《龙溪高瓦斯隧道》施工 中在瓦斯预防方面的经验及做法，对高瓦斯隧道施工中瓦斯预防及治理进行 总结，与读者分享1、 瓦斯及其危害1・1、瓦斯：指的是从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，其主要 成分是沼气（甲烷（CHQ、二氧化碳（C02））,有时还有少量的二氧化硫（SCU）、 硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）等气体，习惯上说的瓦斯指的就是沼气1.2、瓦斯的性质：瓦斯是一种无色无味无嗅的气体，但有时由于伴生着 碳氢化合物和微量硫化氢，会发出类似苹果香的特殊气味，相对密度为0.554, 瓦斯微溶于水，有很强的扩散性和渗透性，瓦斯无毒，瓦斯的主耍性质是具 有燃烧性和爆炸性。

1・3、瓦斯的危害：当空气中瓦斯浓度较高时，会相对降低空气中氧气含 量，使人窒息死亡；瓦斯燃烧时，可能发生火灾烧毁工程物资或烧伤施工人 员；瓦斯爆炸时，产生高温高压，摧毁巷道和损坏设备，使人员伤亡或产生 大量有毒有害气体使未受伤害人员中毒死亡瓦斯的危害主要指的是瓦斯爆 炸后对人、设备所造成的伤亡或破坏1・4、瓦斯燃烧或爆炸的条件：形成瓦斯爆炸必须具备三个条件是瓦斯浓 度、点火温度及火源、足够的氧气含量，三者缺一不可141在新鲜空气下，瓦斯爆炸的界限浓度为5%〜16%,当瓦斯浓度在9.5% 时，瓦斯爆炸最强烈，威力最大瓦斯爆炸的界限浓度不是固定不变的，会 随外界的条点变化而变化1.4.2 -般情况下，瓦斯的点燃温度为650°C〜750°C,同样瓦斯的点燃温 度与瓦斯浓度、混合气体的压力、火源性质有关1.4.3瓦斯爆炸需要大量的氧气，根据实验得知，当氧气浓度低于12%时, 瓦斯混合气体失去爆炸性2、 瓦斯隧道的分类根据《铁路瓦斯隧道技术规范》规定，瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦 斯隧道及瓦斯突出隧道三种，瓦斯隧道的类型按隧道内瓦斯工区的最高级别 确定瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出 工区共四类。

低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定当全 工区的瓦斯涌岀量小于0.5m3/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5m3/min 时，为高瓦斯工区瓦斯隧道只要有一处有突出危险，该处所在的工区即为 瓦斯突出工区判定瓦斯突出必须同时满足下列4个指标：(1)瓦斯压力P20・74MPa, (2)瓦斯放散初速度ZP210, (3)煤的坚 固系数法W0.5, (4)煤的破坏类型为III类及以上3、 瓦斯隧道施工中瓦斯的预防方式根据以上介绍可知，瓦斯隧道施工中瓦斯的防治工作主要是防止瓦斯的 爆炸而采取的安全措施由瓦斯的性质及瓦斯爆炸的条件可得，我们施工中 只有降低瓦斯浓度、控制火源、降低混合气体中氧气浓度，便可有效控制瓦 斯爆炸的发生实际上，施工中采取可能的有效手段是降低瓦斯浓度和控制 火源3・1降低瓦斯浓度主要采用如下几种方式3.1.1加强通风，增加空气流动性，并及时排放出隧道内含瓦斯的混合气 体通风的主要作用是供给隧道内足够的新鲜空气，满足施工人员呼吸；稀 释、排除有害气体及粉尘，保持空气的清洁程度;创造良好的施工环境3.1.2隧道内保持经常性湿润，勤洒水洒水的作用是部分瓦斯可溶解与 水中，降低瓦斯浓度；起到除尘作用，保证洞内空气清洁；创造良好施工环 •I血殂。

3.2控制火源主要采用如下几种方式3.2.1控制火源进入瓦斯隧道，要求采用严格的管理方式，检查施工人员 随身携带的可引起燃烧的物品如打火机、香烟等易燃易爆物品，并进行严格 的登记3.2.2对用电系统进行改造，采用矿用防爆物品，如防爆低压灯、防爆接 线盒、防爆开关等3.2.3对施工机械进行改造，洞内所有的施工机械都要进行防爆改装，以 防止机械作业过程中产生火花3.2.4对洞内有可能产生火花的作业行为要采用严格的审批制度，施工部 位20米区域内要进行严格的瓦斯检查，检查人员跟踪作业，并配备灭火器、 救生设施等3.2.5爆破作业必须釆用煤矿许可的矿用炸药,装药量、雷管、炮泥及放 炮点附近的瓦斯浓度必须符合《煤矿安全规程》有关规定4、 瓦斯隧道施工主要安全措施4.1瓦斯检查措施瓦斯检查是一项重要的措施，是准确掌握隧道瓦斯浓度，防止瓦斯爆炸 的重要手段根据和关规定，隧道总冋风流中瓦斯浓度高于0.75%时，必须查 明原因进行处理；回风流中瓦斯浓度超过1%时，必须停止工作，撤出人员， 采取措施，进行处理；掘进面及其他作业点风流中达到1%,必须停止电钻打 眼；爆破点附近20米以内风流中瓦斯能度达到1%时，严禁爆破；掘进面及 其他作业点、电动机及其他开关安设点附近20米内、风流中达到1.5%时，必 须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理；隧道内体积大于0.5n?的空间 内瓦斯浓度达到2.0%时，附近20米范围内必须撤离人员、切断电源、进行处 理；当瓦斯浓度超过3.0%时，检测人员禁止前进。

瓦斯检测分人工检测和口动监控设备检测，高瓦斯隧道施工必须采用人 工检测与自动监控设备检测和结合的方式检测，瓦斯检测人员必须24小时不 间断连续检测，检测方式采用顺序检测与巡回检测法，人工检测必须配备便 携式、光干式两种检测仪器瓦斯检测部位，根据瓦斯相对密度为0.554的性质，可知瓦斯容易聚集于 隧道拱顶，及风流不畅处，故自动监控设备均要在此类地方安设瓦斯检测器, 一般在掌子面、回风流、二衬台车、防水板台车处安设4个探头均可满足施 工安全需要，其安设在距拱顶25cm处人工检测必须加强此类部位及其他探 头检测不到的容易聚集瓦斯的部位的检测必须实行瓦电闭锁4.2通风措施4.2.1主风机通风，根据隧道施工特点，瓦斯隧道通风一般采取全风压式 纵向通风，即在隧道两侧或一侧布置通风管道，由隧道外向洞内进行压入式 通风其主要作用是由洞外向洞内供应新鲜的空气，改善施工环境；产生空 气流动，稀释和排出瓦斯混合气体主通风机的选择，应满足瓦斯隧道内掌子面风流风速不小于lm/mim龙 溪隧道单洞采用4台110KW的主风机通风，施工中应减少中途风筒漏风、降 低风阻并保证风机安全可靠运行减少风筒漏风主要采取的措施有减少风筒 接头数量，即采用长风筒，龙溪隧道施工采用的是30米长风筒；防止风筒破 口，施工中应注意防止放炮崩坏风筒、避免人为原因损坏风筒，对有破口的 风筒要及时进行修补或更换，修补最好采用胶水修补；降低风阻的主要方式 有，风筒吊挂要平直、拉紧、吊稳，风筒拐弯要平缓，勿使风筒褶皱；保证 风机可靠运行采取的措施有，采用双电源或备用电源法，当一项电源停电时, 另一项电源必须在10 min内启动向洞内供风。

必须执行风电闭锁4.2.2局部通风机通风，局部通风机的主要作用是减少瓦斯聚集，吹散洞 内局部聚集的瓦斯混合气体，一般采用小功率的风机并安设在瓦斯容易聚集 的部位或地方龙溪隧道采用的是5.5KW局部通风机局部通风机的开启前 必须检查苴周围10米范围内的瓦斯浓度，当瓦斯浓度低于0.5%时方可开启， 否则应采取措施进行处理后在开启，根据瓦斯的性质，局部通风机应尽可能 的安设在隧道下侧4.3超前钻探超前钻探是为了准确掌握煤层的位置、产状、厚度和瓦斯储存状况根 据《铁路瓦斯隧道技术规范》要求，耍用地质钻机进行超前钻探，并在距煤 层10米、5米（垂距）时分别进行钻探具体施工中，风钻同样可以起到 相同作用，在进入煤系地层后，每次都用5米钻杆打2〜3个超前钻孔，放炮 进尺控制在3米以内，使工作面始终保持距煤层2米以上安全距离，根据打 眼时的钻进速度、岩屑性质及浆液颜色，很容易对煤层作出判断采用5米超前钻探工艺，避免了钻机的频繁移动，不中断隧道的止常掘 进，简便易行，事半功倍4.4电器设备、作业机械的防爆改装《铁路瓦斯隧道技术规范》规定，隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区内的电器设备和作业机械，必须采用矿用防爆型。

其实，瓦斯隧道内对固定敷设的电缆、照明、通信、信号采用防爆型的, 但移动电器设备、作业机械仍可采用非防爆型的，这是因为瓦斯隧道内瓦斯 浓度增加最快吋候为打眼过程中和放炮后，在此过程中，通过通风，瓦斯浓 度均被稀释至0.5%以下，故非防爆型移动电器设备、作业机械即可进洞作业 即便是通风中断，因瓦斯浓度升高需耍一个过程，此时，非防爆型移动电器 设备、作业机械也可采用就地熄火、开出洞外等措施，此方式需要有一个严 格的制度进行管理4.5钻爆作业因为瓦斯隧道内瓦斯浓度增加最快时候为打眼过程中和放炮后，故钻眼 过程中必须采用湿式钻孔，爆破必须采用煤矿许用妥全炸药，起爆必须采用 电力起爆，电力起爆必须使用防爆型起搏器作为电源，并使用煤矿许用毫秒 延期电雷管，且最后一段的延期时间不得大于130mso爆破前后必须实行严格的“一炮三检”制度；所有炮眼必须采用水炮泥 与黏土炮泥封堵；爆破网路和连线必须采用串联连接方式，线路所有连接接 头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空4.6隧道火源管理措施明火是引起瓦斯隧道内瓦斯爆炸的主要因素，所有瓦斯隧道施工必须严 格控制火源，控制一切可能产生的火花的作业行为洞口设立安全检查岗，检查所有进洞人员设备，不得携带香烟、打火机、 电子通信设备、不得穿化纤衣物等。

如果洞内必须进行动火作业或进行可能产生火花行为的作业，必须采用 严格的动火作业制度，首先必须经过严格的检查、审批，条件适可时，发给 动火作业证，进行作业，作业过程中必须有安全员、瓦斯检测员跟班作业, 并配备适当的灭火器材、救生设备（如干粉灭火器、呼吸自救器等），作业完 成后，必须经两人检查现场无残火方可结束动火作业证，必须一事一证，并填写时间，过期作废4.7瓦斯救护《铁路瓦斯隧道技术规范》规定，高瓦斯工区及瓦斯突岀工区应配备救 护队瓦斯隧道施工，不可预见性和不可抗因素多，施工任何瓦斯隧道均不 可能保证绝对不发生瓦斯事故，配备救护队的目的就是为了及时、有效的对 瓦斯事故进行救护进行瓦斯隧道施工的项目必须配备一支专业性队伍，并配备和应的医疗 设备、器材同时必须与当地的矿山救护队、医院建立协作关系，借助于矿 山救护队、医院这两支“援军”作为口己的预备队，这样才能行之有效的运 转瓦斯救护体系，解除后顾Z忧，集中精力抓施工5结束语瓦斯隧道施工，必须严格遵守《铁路瓦斯隧道技术规范》及设计图纸要 求，施工过程中可参考《煤矿安全规程》、《瓦斯检查工》等煤矿技术规程， 但要注意隧道与煤矿的区别，切记生搬硬套，避免产生不必要的经济费用。

4 七.-4^.士卜1. 《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120—2002J160—20022. 《瓦斯检查工》中国矿业大学出版社3. 《煤矿安全规程》。