隧道通过地段的不良地质主要为有害气体,根据地质调绘和钻探,三叠系上统为含煤地层,砂岩、页岩地层中夹有薄层煤,煤层厚0.2—1.0m,中国煤炭科学研究总院西安分院取样测试煤层中有害气体的含量,共取样10组,根据试验结果,煤体结构以糜棱煤和破粒煤为主,煤体破坏严重,层理难辨,,已糜棱化,以粉沫为主,煤岩类型为半亮煤和光亮煤,有机显微煤岩组分以镜质组含量为主,煤变质程度为肥煤,煤样灰分含量较多,煤体的气含量均很低,见气含量测试结果,主要以解吸气和残余气为主,根据试验结果,解吸气以N2、CO2、O2为主,未检测出甲烷等烃类气体,煤层的吸附能力居中。预测含煤地层中不会发生大规模的瓦斯突出。
因此在通过隧道煤层地段时,我们原则上按瓦斯隧道施工,鉴于煤层较薄,瓦斯突出可能性较小,施工机具调和采用非防爆型,但施工程序应严格按照《煤矿安全规程》施工。
一方面加强对掌子面见煤点的瓦斯浓度检测,判断瓦斯是否具在突出的可能。采用的办法是浅孔钻探,在孔口检测瓦斯浓度。钻孔深4-6m , 钻孔的作用可以提前探知煤层的大致位置,提前释放瓦斯,防止瓦斯突出。
瓦斯治理措施:
- 加强施工通风根据瓦斯突出的具体情况确定通风措施。
- 加强瓦斯监测:
瓦斯监测可以随时掌握洞内瓦斯浓度情况,以便及时采取相应措施。确保安全,做法是:
a、成立瓦斯监测机构,设专职人员管理,填写《瓦斯检测记录表》和《瓦斯日报表》。施工中每班设2名经培训的专职监测员,洞内掘进工作面每班检测2—4次,本班停工工作面每班检测1-2次,瓦斯涌出量较大或变化异常的工作面,设专人经常检测。配置重庆煤科院生产的AZY-1型双参数便携式瓦斯检测仪12台。
b、制定检测仪器的使用维修管理制度,检测仪器每周调校1次。
c、发现超限按表2处置办法处置。
序号 | 地点 | 允许浓度 | 超限处置办法 | |
瓦斯 | CO2 | |||
1 | 总回风道 | ≤0.75% | ≤0.75% | 主管工程师立即查明原因,及时处理并报总工程师 |
2 | 开挖工作面回风流 | ≤1.0% | ≤0.75% | 立即停工,撤出人员,由总工程师处理并报局 |
3 | 开挖工作面风流 | ≤1.5% | ≤0.75% | 切断电源,停工,撤出人员,由总工程师处理并报局 |
4 | 爆破点20m内风流 | <1.0% | 严禁放炮 | |
5 | 开挖工作面20m内风流 | <1.0% | 停止钻进 | |
6 | 电动机附近20m内风流 | <1.5% | 切断电源,撤出人员,进行局部通风 | |
7 | 避车洞、临时封堵的横通道内等 | <2.0% | 附近20m 内停止工作,撤出人员,进行局部通风 |
初期支护:
通过煤层时若无瓦斯突出的可能,结合掌子面的岩层特性,在确保施工安全的前提下,只对已开挖段拱部做锚固支护和全断面喷射混凝土支护,喷射混凝土时增加混凝土的厚度和密实度,实现瓦斯的第一次封闭。
瓦斯段衬砌
对煤系地层需要层层设防,力争将瓦斯全部封闭。除了增加初期支护喷射混凝土的厚度和密实度外,初期支护和衬砌之间设全封闭的防水板做隔离层(作好接缝处理),实现二次封闭。二次衬砌采用气密性混凝土(在普通混凝土中掺加NF—B抗透气型防水剂,施工缝设置膨胀橡胶止水带),实现第三次封闭。
在平导施工中,除第一次封闭外,并不急于做第二次、第三次封闭,为了防止正洞掘进时发生瓦斯突出,暂时不封闭平导瓦斯,有利于煤层中瓦斯的逸出,为顺利通过正洞瓦斯段作好准备。该作法有一个前提,那就是保证平导有足够的风量及风速,确保瓦斯浓度低于0.25%。
安全措施:
(1)进行全员安全教育,从思想上高度重视。建立揭煤组织机构,落实岗位责任制,建立揭煤抢险小组。施工人员进行岗前培训,请专业技术人员上课,持证上岗。揭煤全过程,专业技术人员现场指导。
(2)加强瓦斯检测,配备专职瓦斯检测员全天候检测洞内瓦斯浓度,尤其对关键工序的关键时刻(钻眼前、放炮前、出碴过程中等)和重点部位(拱顶、附属洞室内、电器开关附近等)要认真检测,若瓦斯超限,立即停止工作,及时采取处理措施。
(3)建立可靠的通风系统并成立通风小组,确保洞内有足够的风量和风速。
(4)掌子面200m范围内实行低压照明,洞内禁止明火。