煤层瓦斯地段隧道施工技术.doc

1、煤层瓦斯地段隧道施工技术1.瓦斯的防爆限值及处理瓦 斯 浓 度 防 爆 限 值 标 准 如 下 ：瓦 斯 浓 度 达 到 1.5%时 开 挖 面 自 动 发 出 报 警 ，撤 出 人 员 ，停 止 一 切作 业 ，加 速 通 风 ，同 时 打 开 高 压 风 。瓦 斯 浓 度 1.0%时 为 警 戒 预 防 ，指 挥 员 、安 全 员 随 时 监 测 ，禁 止放 炮 ，切 断 掌 子 面 电 源 ，加 速 通 风 。瓦 斯 浓 度 0.5%时 采 用 矿 用 防 爆 型 设 备 ，发 出 第 一 次 报 警 ，加 强监 测 ，通 风 。瓦 斯 浓 度 0.25%时 停 止 洞 内 焊 接 作

2、业 。瓦 斯 浓 度 0.25%时 正 常 作 业 ，采 用 通 用 设 备 。2.揭煤段长度与开挖断面选择2.1 揭 煤 段 长 度根 据 其 它 瓦 斯 隧 道 经 验 ，选 择 在 遇 到 煤 层 前 10m 到 揭 开 煤 层 后 10m为 揭 煤 段 长 度 ，按 照 揭 煤 方 案 进 行 施 工 。2.2 揭 煤 段 的 开 挖 断 面瓦 斯 超 限 积 聚 的 地 点 一 般 为 隧 道 拱 顶 、掌 子 面 、开 挖 周 边 凹 陷 处 、侧洞 等 。因 此 在 施 工 中 ，拱 顶 必 须 采 用 光 面 爆 破 技 术 。规 范 规 定 ，在 有 瓦 斯 和 煤 尘 爆

3、炸 危 险 的 隧 道 所 使 用 的 雷 管 为 煤 矿 许 用毫 秒 延 期 电 雷 管 ，总 延 期 时 间 不 得 超 过 130ms。由 此 限 定 了 爆 破 雷 管 段 数 。这 也 限 定 了 隧 道 开 挖 断 面 ，为 此 施 工 中 采 用 台 阶 法 。隧 道 瓦 斯 煤 层 地 带 施工 中 考 虑 采 用 中 长 台 阶 法 施 工 ，即 在 隧 道 距 煤 层 至 少 20m 时 分 为 上 、下 断面 开 挖 ，待 上 半 断 面 穿 过 煤 层 底 板 10m 以 上 时 ，下 半 断 面 再 揭 开 煤 层 。3.揭 煤 作 业 流 程3.1 工 艺 流 程

4、第 一 步 ：超 前 探 测 。探 测 煤 层 厚 度 ，走 向 ，倾 角 ；探 测 瓦 斯 、煤 突 出 危 险程 度 ；探 测 是 否 涌 突 水 ；第 二 步 ：上 半 断 面 瓦 斯 排 放 。排 放 范 围 为 上 部 7m，左 右 两 侧 各 5m，下部 3m；孔 径 0.75m；排 放 时 间 7 15d。第 三 步 ：超 前 支 护 。超 前 自 进 式 锚 杆 (排 距 1)；超 前 小 导 管 双 液 注 浆 。第 四 步 ：上 半 断 面 开 挖 。采 用 中 长 台 阶 法 施 工 ，严 格 揭 煤 爆 破 工 艺 。预留 变 形 量 。第 五 步 ：初 期 支 护 。

5、喷 砼 厚 度 10cm，格 栅 (钢 架 )支 撑 ，间 距 0.5m，临 时模 注 砼 封 闭 厚 度 0.25。第 六 步 ：下 半 断 面 瓦 斯 排 放 。排 放 范 围 为 左 右 两 侧 各 5m。孔 径 0.75m；排 放 时 间 5 7d。第 七 步 ：下 半 断 面 分 步 开 挖 。分 步 开 挖 、分 步 接 长 格 栅 ，支 护 封 闭 。第 八 步 ：下 半 断 面 支 护 。格 栅 接 长 ，喷 砼 或 模 注 砼 封 闭 ，厚 0.3m。下 部临 时 砼 封 闭 ，包 括 仰 拱 封 闭 。3.2 工 艺 要 点第 一 条 ：超 前 钻 孔 探 测进 入 煤 层

6、 前 10m 要 进 行 超 前 钻 孔 预 测 。如 遇 地 质 岩 性 明 显 变 黑 或 随着 掘 进 瓦 斯 浓 度 呈 高 梯 度 变 大 时 ，不 论 设 计 是 否 为 煤 层 段 ，均 应 加 强 超 前钻 孔 探 测 。利 用 超 前 钻 孔 确 切 了 解 煤 层 层 位 、厚 度 、煤 质 、顶 底 板 岩 性 ，在 钻 孔 没有 探 测 到 煤 层 时 ，应 确 保 工 作 面 到 钻 孔 探 测 范 围 边 缘 的 距 离 20m，否 则 ，应 停 止 开 挖 ，再 打 一 次 钻 孔 探 测 煤 层 。在 掘 进 工 作 面 距 煤 层 顶 板 垂 距 10m以 远

7、 处 ，打 一 组 3 个 穿 透 煤 层 全 厚 的 超 前 钻 孔 (75)，详 细 记 录 岩 芯 资 料 ，在 距 煤 层 顶 板 垂 距 5m 以 远 处 ，打 3 个 穿 透 煤 层 全 厚 的 预 测 孔 (50)，见 煤后 ，改 用 电 煤 钻 ，同 时 实 施 监 测 预 报 ，判 定 突 出 危 险 程 度 、瓦 斯 溢 出 浓 度 等 。在 距 煤 层 顶 板 垂 距 5m 以 远 处 ，打 3 个 超 前 钻 孔 ，探 清 距 煤 层 2.5m 岩 柱 准确 位 置 ，防 止 误 穿 煤 层 。第 二 条 ：上 半 断 面 瓦 斯 排 放采 用 钻 孔 排 放 作 为

8、防 突 的 主 要 手 段 ，在 施 工 中 ，选 择 瓦 斯 排 放 参 数 为 ：排 放 瓦 斯 工 作 面 与 煤 层 之 间 必 须 有 一 个 安 全 岩 柱 ，煤 炭 部 门 防 突 细 节规 定 ，对 于 坚 硬 岩 层 其 厚 度 3.5m，松 软 岩 层 5.0m。排 放 范 围 为 开 挖 线 上 方 7m，两 侧 5m，上 半 断 面 开 挖 时 其 底 部 以 下 为3m，下 半 断 面 开 挖 时 其 底 部 以 下 为 2m。单 孔 排 放 半 径 及 孔 间 距 应 根 据 煤 的 透 气 性 、允 许 排 放 时 间 等 因 素 确 定 ，钻 孔 和 半 径 取

9、 0.5 1.0m，孔 距 不 大 于 排 放 半 径 的 2 倍 。瓦 斯 排 放 可 根 据 煤 层 的 不 同 特 点 ，采 取 相 应 的 排 放 方 法 ，缩 短 排 放 时间 ，节 省 工 期 。瓦 斯 排 放 基 本 完 成 后 应 打 一 个 检 测 孔 (孔 径 50)，通 过 瓦 斯 监 测 确 定瓦 斯 排 放 是 否 结 束 ，若 瓦 斯 压 力 1Mpa，且 煤 层 不 具 有 突 出 危 险 性 ，则 结束 排 放 ，否 则 视 排 放 效 果 应 继 续 排 放 。第 三 条 ：超 前 支 护为 防 止 煤 层 坍 塌 、岩 体 变 形 ，结 合 防 突 需 要

10、，经 过 瓦 斯 排 放 ，施 做 超 前自 进 式 锚 杆 及 超 前 小 导 管 ，向 岩 体 压 注 水 泥 一 水 玻 璃 双 液 浆 ，加 固 岩 体 并封 闭 煤 层 裂 隙 ，减 少 瓦 斯 溢 出 。超 前 自 进 式 杆 与 超 前 小 导 管 相 间 布 置 ，前者 采 用 R25 自 进 式 锚 杆 ，长 10m，排 距 1m，每 2m 设 一 环 ；后 者 采 用 42小 导 管 ，长 5m，环 向 间 距 0.5m。第 四 条 ：上 半 断 面 开 挖上 半 断 面 开 挖 的 技 术 要 求 为 ：“勤 检 验 、短 进 尺 、弱 爆 破 ”。勤 检 验 ：开 挖

11、前 ，应 检 验 工 作 面 前 方 10m 的 上 中 下 左 右 部 位 的 突 出 危险 性 。短 进 尺 ：每 次 爆 破 掘 进 1 长 度 ，一 般 为 0.6 0.8m。预 留 变 形 量 设 计为 15cm，主 要 是 为 防 止 大 变 形 。弱 爆 破 ：一 是 周 边 眼 不 装 药 ；二 是 加 密 炮 眼 ，减 少 单 孔 装 药 量 ；三 是 煤层 在 导 坑 上 部 时 ，只 打 岩 石 眼 ，在 煤 层 中 不 打 眼 、不 装 药 ；四 是 采 用 矿 用 安全 炸 药 及 五 段 电 雷 管 。第 五 条 ：初 期 支 护由 于 煤 层 位 于 上 方 ，支

12、 护 强 度 不 足 易 引 起 巷 道 变 形 或 者 坍 塌 ，因 此 应加 强 支 护 。开 挖 后 及 时 喷 砼 10cm，用 R25N 自 进 式 锚 杆 和 22 药 包 锚 杆 作为 初 期 支 护 ，采 用 格 栅 (钢 架 )作 为 支 撑 临 时 模 注 砼 封 闭 ，厚 度 0.25m，加 固围 岩 (煤 层 )，防 止 冒 顶 。施 工 中 ，要 特 别 注 意 拱 部 变 形 ，防 止 大 的 坍 塌 及 采 空 区 ，因 采 空 区 域赋 存 老 窑 水 及 瓦 斯 ，如 果 击 穿 ，灾 害 巨 大 。揭 煤 段 支 护 技 术 要 求 ：“快 封 闭 、强 支

13、 护 ”。第 六 条 ：下 半 断 面 瓦 斯 排 放采 用 钻 孔 排 放 作 为 防 突 的 主 要 手 段 。根 据 设 计 资 料 提 供 的 煤 层 走 向 ，由 于 在 揭 煤 施 工 中 先 遇 到 煤 层 顶 板 ，所 以 可 以 利 用 上 、下 半 断 面 开 挖 的 时间 差 ，提 前 施 工 下 半 断 面 的 排 放 钻 孔 既 可 保 证 施 工 安 全 ，又 可 节 约 工 期 。瓦 斯 排 放 主 要 参 数 ：排 放 范 围 ：左 右 两 侧 各 5m，底 部 2m。排 放 半 径 ：0.5m。布 孔 方 式 ：梅 花 型 。一 般 排 放 时 间 ：5 7d

14、，继 续 施 工 时 ，应 预 先 测 试 ；排 放 时 间 可 根 据 现 场实 际 加 以 调 整 。钻 孔 倾 角 ：尽 量 与 煤 层 视 倾 角 相 等 但 70，以 免 排 碴 困 难 。排 放 孔 设 计 ：钻 孔 连 线 应 与 煤 层 走 向 平 行 。第 七 条 ：下 半 断 面 开 挖下 半 断 面 分 为 三 步 开 挖 ，先 开 挖 一 侧 边 墙 ，开 挖 1.5m 后 ，格 栅 接 长 做好 支 撑 ，再 开 挖 另 一 侧 ，最 后 开 挖 中 间 岩 层 (煤 层 )，如 此 循 环 往 复 。第 八 条 ：下 半 断 面 支 护下 半 断 面 开 挖 后 应

15、 及 时 将 格 栅 接 长 做 好 支 撑 ，喷 砼 或 模 注 砼 封 闭 边 墙和 仰 拱 ，厚 度 0.3m。4.揭煤段爆破技术4.1 爆 破 器 材 的 选 择 规 定矿 用 安 全 电 雷 管 延 期 时 间 限 制 在 130ms 以 内 ，使 用 毫 秒 延 期 电 雷 管 ，不 会 引 爆 瓦 斯 煤 尘 。不 准 使 用 秒 或 半 秒 延 期 电 雷 管 。由 于 秒 延 期 雷 管 或 半秒 延 期 雷 管 各 段 的 间 隔 时 间 ，长 达 1 秒 和 半 秒 ，容 易 引 爆 瓦 斯 煤 尘 。煤 矿 安 全 炸 药 不 得 使 用 硬 化 或 水 份 超 过 0

16、.5%的 铵 梯 炸 药 。硬 化 的 铵梯 炸 药 ，在 使 用 前 应 用 手 揉 松 ，使 其 不 能 成 块 ，但 不 能 将 药 包 纸 损 坏 。严 禁使 用 硬 化 到 不 能 用 手 揉 松 的 铵 梯 炸 药 。起 爆 器 材 在 有 瓦 斯 煤 尘 爆 炸 危 险 的 矿 井 ，应 采 用 防 爆 型 的 电 容 放 炮 器 。这 种 放 炮 器 有 高 强 度 的 防 爆 外 壳 ，电 能 输 出 有 时 间 限 制 ，在 6 毫 秒 之 内 能将 足 够 电 流 输 送 到 爆 破 网 路 后 面 自 动 停 止 供 电 ，防 止 网 路 炸 开 瞬 间 产 生 的电

17、火 花 放 电 ，使 安 全 得 到 保 证 。放 炮 母 线 必 须 用 紫 铜 或 铝 制 的 电 阻 小 的 导 线 ，并 有 良 好 的 绝 缘 层 。使用 时 必 须 悬 空 。悬 挂 ，不 得 同 任 何 导 体 相 接 触 和 靠 近 。炮 泥 应 用 水 炮 泥 ，水 炮 泥 外 剩 余 炮 眼 的 部 分 ，应 用 粘 土 填 满 封 实 ，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 单 纯 使 用 粘 土 炮 泥 时 ，可 减 少 放 炮 产 生 的 有 害

18、气 体 ，使 煤 层 浓 度 降 低 20 50%，并 能 产 生 水 雾 ，防 止 放 炮 引 爆 瓦 斯 煤 尘 。严 禁使 用 煤 粉 、块 状 材 料 等 其 它 可 燃 性 材 料 作 炮 泥 。要 杜 绝 用 纸 等 可 燃 性 材 料作 为 堵 塞 材 料 。炮 眼 深 度 0.6m 时 ，不 得 装 药 ，放 炮 ；炮 眼 深 度 为 0.6m 1.0m 时 ，炮泥 长 度 炮 眼 深 度 的 二 分 之 一 ；炮 眼 长 度 1.0m 时 ，炮 泥 长 度 都 不 得 0.5m；炮 眼 深 度 2.5m 时 ，炮 泥 1 长 度 m；光 面 爆 破 时 ，周 边 光 爆 破

19、眼应 用 炮 泥 封 实 ，且 封 泥 长 度 0.3m。4.2 爆 破 方 式必 须 采 用 正 向 爆 破 ，严 禁 反 向 爆 破 。施 工 中 采 用 串 联 网 络 。因 为 采 用 非 串 联 网 络 时 ，由 于 雷 管 电 流 分 配 不均 ，毫 秒 电 雷 管 的 秒 量 就 会 发 生 混 乱 。装 炮 前 ，在 洞 外 最 好 对 每 发 电 雷 管进 行 检 查 。4.3 起 爆 方 式将 起 爆 线 引 至 掌 子 面 外 500m 处 ，在 此 处 开 挖 一 避 人 洞 ，同 时 设 一 高压 风 阀 ，起 爆 前 ，打 开 高 压 风 风 阀 ，冲 淡 此 处

20、瓦 斯 浓 度 ，然 后 起 爆 。4.4 合 理 设 计 炮 眼炮 眼 深 浅 、抵 抗 线 太 小 、间 距 大 小 、装 药 量 多 少 、封 堵 质 量 好 坏 等 ，都要 适 中 ，并 且 不 与 煤 岩 裂 缝 或 其 它 眼 打 通 。规 程 规 定 ，炮 眼 深 度 0.6m，工作 面 有 两 个 以 上 自 由 面 时 ，在 煤 层 中 最 小 抵 抗 线 0.5m，在 岩 层 中 0.3m，浅 孔 崩 大 岩 块 时 ，也 0.3m。炮 眼 间 距 0.4m。4.5 禁 止 放 “连 珠 炮 ” 用 四 芯 电 缆 联 两 组 炮 眼 ，第 一 组 炮 眼 放 后 ，紧 接

21、 着 放 第 二 组 炮 眼 。在两 次 放 炮 间 隙 中 ，既 不 能 检 查 瓦 斯 ，又 不 能 洒 水 防 尘 。由 于 第 一 次 放 炮 后 ，涌 出 的 大 量 瓦 斯 和 飞 扬 起 的 大 量 煤 尘 ，往 往 都 能 达 到 爆 炸 下 限 浓 度 ，在 第二 次 放 炮 时 ，就 会 造 成 瓦 斯 煤 尘 爆 炸 。所 以 ，在 有 瓦 斯 煤 尘 爆 炸 的 采 掘 面 ，进 行 爆 破 作 业 时 ，绝 对 禁 止 放 “连 珠 炮 ”，也 不 允 许 一 次 装 药 分 次 放 炮 。4.6 严 防 放 炮 器 和 放 炮 母 线 发 生 短 路 火 花检 查

22、放 炮 母 线 是 否 断 通 ，要 用 导 通 表 测 量 。如 果 两 根 母 线 联 起 来 ，用放 炮 器 做 电 源 ，来 检 查 母 线 是 否 断 通 ，极 易 在 放 炮 器 接 线 柱 处 或 在 母 线 上产 生 火 花 ；放 炮 母 线 或 辅 助 母 线 有 破 皮 、裸 露 接 头 ，必 须 作 绝 缘 处 理 ，否 则 ，放 炮 时 或 意 外 导 入 杂 散 电 流 时 ，也 往 往 会 产 生 短 路 火 花 ，这 些 在 有 瓦 斯 煤尘 爆 炸 危 险 的 环 境 中 ，是 很 不 安 全 的 ，必 须 严 格 防 止 。5.揭煤段通风技术揭 煤 施 工 时

23、 ，由 于 此 时 是 洞 内 瓦 斯 浓 度 瞬 间 最 高 时 间 ，除 启 动 常 规 的通 风 系 统 外 ，在 揭 煤 地 段 施 炮 前 ，应 及 时 打 开 高 压 风 ，增 加 新 鲜 风 量 ，提 高洞 内 风 速 。6.揭煤段施工监测6.1 监 测 的 内 容 与 目 的防 止 在 施 工 过 程 中 ，有 害 气 体 浓 度 超 限 造 成 灾 害 ，以 确 保 施 工 安 全 和施 工 的 正 常 进 行 ；根 据 监 测 的 洞 内 有 害 气 体 的 浓 度 大 小 ，及 时 采 取 相 应 的 技 术 措 施 。检 验 排 瓦 斯 技 术 措 施 效 果 ，正 确

24、 指 导 隧 道 施 工 ，为 科 学 组 织 施 工 提 供依 据 。6.2 瓦 斯 检 测 程 序工 程 指 挥 机 构 成 立 专 门 的 瓦 斯 安 全 检 查 机 构 ，负 责 对 隧 道 瓦 斯 进 行 检查 和 监 督 安 检 员 的 工 作 ，巡 回 检 查 隧 道 内 的 瓦 斯 情 况 ，并 对 所 使 用 的 仪 器进 行 日 常 的 保 养 、调 校 、维 修 。隧 道 内 设 专 职 安 全 员 3 名 ，24h 不 间 断 进 行 瓦 斯 浓 度 检 测 。在 钻 孔 前 、装 药 前 、起 爆 前 均 进 行 检 查 。当 发 现 隧 道 内 瓦 斯 浓 度 超 标 时 ，安 全 检 查 员 和 瓦 斯 安 全 检 查 机 构 人 员均 有 权 命 令 施 工 人 员 停 止 工 作 ，撤 离 到 安 全 地 段 ，并 按 照 有 关 规 定 采 取 处理 措 施 ，逐 级 上 报 现 场 情 况 。6.3 瓦 斯 检 测 步 骤仪 器 检 查 调 整 检 测 数 据 记 录 处 理 。建 立 监 测 体 系 ，设 专 职 瓦 斯 检 测 员 ，同 时 配 备 瓦 斯 检 测 仪 和 便 携 式 瓦斯 自 动 报 警 仪 ，加 强 瓦 斯 监 测 ，及 时 提 供 瓦 斯 讯 息 ，以 资 防 范 决 策 。