玉京山隧道揭煤專項施工方案

1、新建鐵路成都至貴陽線樂山至貴陽段CGZQSG-9 標段玉京山隧道揭煤專項施工方案編 制：復 核：審 核：中鐵五局（集團）有限公司成貴鐵路項目經(jīng)理部年 月曰一、編制說明-1-1.1編制依據(jù)-1-1.2編制目的和目標-1 -1.3適用范圍-1-二、工程概況-1-2.1工程概況-1-2.2隧道地質(zhì)及煤層情況 -1 -2.3標段內(nèi)設計階段確定突出煤層分部情況 -2 -三、煤與瓦斯突出的規(guī)律、征兆及危害 -3 -3.1煤與瓦斯突出的一般規(guī)律 -3 -3.2煤與瓦斯突出的征兆 -4 -3.3煤與瓦斯突出的危害 -4 -四、揭煤組織管理-4 -五、 揭煤流程-5 -5.1區(qū)域突出危險性預測-5 -5.2區(qū)域

2、防突措施-7 -5.3區(qū)域防突措施效果檢驗 -9 -5.4工作面5m時的防突處理 -10 -5.5工作面2m時的防突處理 -12 -六、 爆破揭煤-13 -七、安全防護措施-14 -玉京山隧道揭煤專項施工方案、編制說明1.1編制依據(jù)1）成都至貴陽客運專線CGZQ-酥施工招標及投標文件2）成都至貴陽客運專線CGZQ-酥隧道設計圖及通用圖3）國家有關(guān)的法律法規(guī)及國家標準、規(guī)范（1） 鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范（TB10120-2002）及2009年局部修訂（鐵 建設200962號）（2）防治煤礦瓦斯突出規(guī)定（煤炭工業(yè)出版社2009）（3）煤礦安全規(guī)程（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2011）（4） 高速鐵路隧

3、道工程施工技術(shù)指南（鐵建設2010 241號）（5）爆破安全規(guī)程（GB6722-20114） 中鐵五局新建鐵路成都至貴陽線樂山至貴陽段站前工程CGZQSG-標施工 組織設計5）現(xiàn)場施工調(diào)查所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當?shù)刭Y源、交通狀況及施 工環(huán)境等調(diào)查資料6）成貴鐵路高瓦斯隧道施工方案研討會專家意見1.2編制目的和目標杜絕瓦斯突出、瓦斯爆炸、火災等重大安全事故發(fā)生，確保施工生產(chǎn)安全、順利進行。1.3適用范圍本方案適用于成貴鐵路9標玉京山隧道揭煤施工。二、工程概況2.1工程概況玉京山隧道全長6306.208m,進口里程D3K277+860出口里程D1K284+164 隧道位于云南省威信縣境內(nèi)，雙

4、線隧道，線間距 4.6m，設計為30%。的單面坡。 隧道洞身最大埋深約347m2.2隧道地質(zhì)及煤層情況1、地質(zhì)巖性玉京山隧道工程范圍涉及的主要巖土為含煤地層、可溶巖及非可溶地段。地層巖性為三疊系茅草鋪組灰?guī)r、白云巖夾泥質(zhì)灰?guī)r和泥巖，二疊系長興組灰?guī)r、 泥灰?guī)r夾頁巖和煤，二疊系龍?zhí)督M頁巖、砂巖、泥巖、鋁土巖夾煤和灰?guī)r，奧陶 系五峰組炭質(zhì)頁巖夾炭質(zhì)泥灰?guī)r，奧陶系寶塔組灰?guī)r、白云巖夾泥巖，寒武系上 統(tǒng)婁關(guān)山群上段白云巖夾砂巖和泥巖及寒武系中統(tǒng)婁關(guān)山群白云巖、灰?guī)r夾砂巖和泥巖。2、煤層情況玉京山隧道洞身 D3K278+990- D3K279+06段，D3K279+06 D3K279+50C段, D3K

5、280+300- D3K280+325段, D3K280+93& D3K281+545段, D3K282+580- D3K284+134段，均位于含煤地層中。其中 D3K279+06什D3K279+500段 439m洞 身穿越二疊系龍?zhí)督M頁巖、砂巖、泥巖、鋁土巖夾煤和灰?guī)r地層，為煤層與瓦斯 突出地段，穿越范圍可能遇1131層煤，煤層總厚度最大46m其中含可采 煤層3層，位于該地層上部，距離長興組底部5.416m另局部含可采煤層1 2層，位于該地層底部。據(jù)附近煤礦資料，可開采煤層共3層，分別為C5 C6和C10其中主采煤層為C5號煤層，該煤層緊挨長興組下部，距離長興組底板1 2m據(jù)地質(zhì)勘探揭示其

6、真厚度約3m局部厚度變化較大，達9.52m。隧道穿越 C5煤層里程為D3K279+062.9-069.9，C6號煤層據(jù)地質(zhì)勘探揭示其真厚度約 2m 局部厚度變化較大，為1.483.56m,隧道穿越C6煤層里程為D3K279+099( 104.9。C10號煤層為煤線，位于該段地層底部。其余勘探揭示均為薄煤層或煤 線，由于該段煤層局部變化大，局部可能遇厚煤層。2.3標段內(nèi)設計階段確定突出煤層分部情況成貴9標管段內(nèi)設計階段判斷為突出煤層的主要是玉京山隧道C5 C6兩層煤。煤層參數(shù)詳見下表所示。設計深孔揭露煤層概況表鉆孔編號揭 露煤層 數(shù)煤 層總厚 度(m)單 層煤層 最大厚 度(m)隧道洞身揭露煤層

7、數(shù)DZ-27玉京山-深-0138.384.58隧道穿越整個煤系地層，按 區(qū)域報告及煤礦勘測報告描述， P2L地層含煤系地層可能遇到 1131層煤及煤線。DZ-27玉京山-深-01-1421.613.46DZ-27玉京山-深-024煤線鉆孔編號揭 露煤層 數(shù)煤 層總厚 度(m)單 層煤層 最大厚 度(m)隧道洞身揭露煤層數(shù)DZ-27玉京山-深-036煤線深孔揭露煤層瓦斯參數(shù)表鉆 孔編號起止咼程(m)煤層 編號厚度(m瓦 斯壓力(MPa放散 初速度P固 數(shù)f堅 系破 壞類 型皮分布地址137.6801.9.7901長I興組P2C-138.18.5181.3101150.18-151.68C5.58

8、4431.79.85.40In183.42C631.14.10龍 n潭組P2L-184.92.80533.3I01-153.44C5110.401n1-166.93.4612.4IHim/、煤計230 -日瓦斯突出的規(guī)律、征兆及危3.1煤與1060-:成1C=iTl r褶曲和火瓦斯突出的一般規(guī)律關(guān)系，:突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)，如斷層、)突出與瓦斯的關(guān)系，煤層中的瓦斯壓力與含量是突出的重要因素之一 般說來，瓦斯壓力和瓦斯含量越大，突出的危險性越大。(2出的次數(shù)和強度都可(3關(guān)系，地，手麗危險性愈大。當深度增加時，突 壓力邑八+*(4)突出與煤層構(gòu)造的關(guān)系丄煤層構(gòu)造主要指煤的破壞類型和煤的強度。

9、Hf r Iml1 ITfc.t !：；城*1“ .7b.S A.i k sr4 WlTA-lfFr-4r Ti. ii-yr呈唯肚*: Tk77 +Hh2 4 + 儷 q般情況下煤的破壞類型愈高強度愈小， 突出的危險性愈大。故突出多發(fā)生在軟煤 層或軟分層中。（5）突出與圍巖性質(zhì)的關(guān)系，若煤層頂?shù)装鍨閳杂捕旅艿膸r層且厚度較大 時，其集中應力較大，瓦斯不易排放，故突出危險性愈大；反之則小。若頂?shù)装?中具有容易風化和遇水變軟的巖層時，將減少突出危險性。（6）突出與水文地質(zhì)的關(guān)系，實踐表明，煤層比較濕潤，涌水量較大，則突 出危險性較??；反之則大，這是由于地下水流動，可帶走瓦斯，溶解某些礦物， 給瓦

10、斯流動創(chuàng)造了條件。（7）突出具有延期性變化，震動放炮后沒有誘導突出而相隔一段時間后才 發(fā)生突出，其延遲時間從幾分鐘到幾小時不等。3.2煤與瓦斯突出的征兆煤與瓦斯突出的預兆分為無聲預兆和有聲預兆兩類。（1）無聲預兆：煤層結(jié)構(gòu)變化，層理紊亂，煤層由硬變軟、由薄變厚，傾 角由小變大，煤由濕變干，光澤暗淡，煤層頂、底板出現(xiàn)斷裂，煤巖嚴重破壞等。 掌子面面煤體壓力增大，煤壁外鼓、掉碴、煤塊進出等。瓦斯增大或忽小忽 大，煤塵增多。（2）有聲預兆：煤爆聲、悶雷聲、深部巖石或煤層的破裂聲等。3.3煤與瓦斯突出的危害煤與瓦斯突出是一種及其復雜的動力現(xiàn)象，它在短時間內(nèi)向采掘空間拋出的 大量煤（巖）并涌出大量的瓦斯

11、，給施工安全生產(chǎn)造成嚴重威脅。造成的災害主要有：（1）突出煤流充塞巷道，摧毀巷道設施，機電設備，破壞通風系統(tǒng)；（2）突出煤流埋人死亡，高濃度瓦斯造成人員窒息死亡；（3）遇火源引發(fā)瓦斯燃燒和爆炸等。四、揭煤組織管理對于厚度大于0.3m的煤層，委托有相應資質(zhì)單位嚴格按防治煤與瓦斯突 出規(guī)定的要求進行突出性鑒定，鑒定為瓦斯突出煤層時，委托有相應資質(zhì)單位 專家及專業(yè)隊伍指導實施，對瓦斯進行預抽處理，按照區(qū)域與工作面“預測、防 突措施、效果檢驗、安全防護”兩個四位一體的綜合防突措施揭煤。為確保揭煤工作有條不紊安全地進行，項目部成立揭煤領(lǐng)導小組 ，負責組織 進行揭煤工作。組長：陽昌標副組長：張桂林 劉德志

12、 肖瓊朝 組員：鄧明高 劉鐵路 羊小平 張一民 楊東升 沈永林等、L、 五、揭煤流程 補充一玉京山隧道C5 C6煤層具有較大的突出危險性，在附近煤礦發(fā)生過突出事 故，因此參照突出煤層揭煤的標準，嚴格執(zhí)行兩個四位一體綜合防突揭煤流程。兩個四位一體為：1、區(qū)域綜合防突措施：區(qū)域預測、區(qū)域防突措施、區(qū)域防突措施效果檢驗、 區(qū)域驗證。2、局部綜合防突措施：工作面突出危險性預測、工作面瓦斯預抽、工作面 防突措施效果檢驗、安全防護措施。瓦斯隧道5.1區(qū)域突出危一10m），突召子面距煤 突出臨界值由具有區(qū)域預測根亠斯參數(shù)力合瓦斯地質(zhì)距的方法進行。層法線10m突出危險，無鑒定資質(zhì)的單位進行試驗考察確定，并參照

13、下表執(zhí)行瓦斯壓力P/Mpa無突0.74瓦斯爆量掘進w/（m t-1）-備注MZJWFDG（型瓦斯含量直接測定裝置操作流程如5.1.2小節(jié)所述檢驗孔布置橫斷面圖MZJWI瓦斯突出綜合預測儀用來測定瓦斯解吸指標h2c5或c6煤層 89檢驗孔2 K1、鉆孔瓦斯涌出吃C6煤層_3-上臺階長度3-5米2玉垂下臺階4、5-m開挖輪廓線初速度qm值以及煤的堅固系數(shù)f值等指標，預測工作面前方煤體的煤與瓦斯突 出危險性和檢驗防止煤與瓦斯突出措施的防突效果。MZJW也可用以測定防突超 前鉆孔的有效影響半徑，采用先進傳感器，完全實現(xiàn)計算機監(jiān)測控制。整個測試 過程根據(jù)計算機界面提示按動相應鍵就可完成，消除了人為因素對

14、實驗結(jié)果帶來 的誤差，測試后的結(jié)果自動存儲，并以曲線報表的形式打印輸出。MZJW瓦斯突出綜合預測儀具體操作流程詳見相關(guān)產(chǎn)品使用說明書。532結(jié)果判定當檢測的殘余瓦斯壓力P （Mpa值，殘余瓦斯含量 W（t-1 ）值，鉆屑指 標法瓦斯解吸指標 h2、K1值任何一項超標時，區(qū)域防突措施無效，需繼續(xù)進 行瓦斯抽放直至殘余瓦斯壓力 P （ Mpa值，殘余瓦斯含量 W（ vm t-1 ）值，鉆屑 指標法瓦斯解吸指標 h2、K1全部合格后方可繼續(xù)掘進，區(qū)域防突處理措施結(jié) 束，掘進至距煤層垂距5m處停止掘進，進入工作面防突處理流程。5.4工作面5m時的防突處理隧道距煤層法線距離5m時，停止掘進，采用綜合指標

15、法、鉆屑指標解析法 預測煤層的煤與瓦斯突出危險性。5.4.1工作面突出危險性預測工作面突出危險性預測指標臨界值序號檢驗方 法檢驗指標檢驗指標臨界值備注1綜合指標法D0.25大于此值必須再次 瓦斯抽放K20（無煙煤）、15（其 他煤）大于此值必須再次 瓦斯抽放2鉆屑指標法 h2 (Pa)200（干煤）、160（濕煤）大于此值必須再次 瓦斯抽放K1(ml/廠-1/2 ng.mi n 門0.5 （干煤）、0.4 （濕 煤）大于此值必須再次 瓦斯抽放541.1危險性預測工作面突出危險性預測采用MZJW瓦斯突出綜合預測儀測定綜合指標 D K 值以及鉆屑瓦斯解吸指標 h2、K1值。檢測方法如第5.3.1小

16、節(jié)所述541.2結(jié)果判定當檢測的綜合指標D K值以及鉆屑瓦斯解吸指標 h2、K1值任何一項超標 時，工作面防突措施無效，需繼續(xù)進行瓦斯抽放直至綜合指標D K值以及鉆屑瓦斯解吸指標 h2、K1全部合格后方可繼續(xù)掘進，工作面防突處理措施結(jié)束， 掘進至距煤層垂距2m處停止掘進，進入工作面2m防突處理流程。5.4.2工作面防突措施綜合指標D K值以及鉆屑瓦斯解吸指標 h2、K1值任何一項超標時必須再 次采取防突措施。繼續(xù)采用瓦斯抽放措施進行 5m工作面消突處理。瓦斯抽放流 程、方法及要求同區(qū)域防突措施。5.4.3工作面防突措施效果檢驗543.1工作面防突效果檢驗工作面防突措施效果檢驗采用鉆屑指標法與鉆

17、孔瓦斯涌出初速度法。防突措施效果檢驗指標及臨界值序號檢驗方 法檢驗指標檢驗指標臨界值備注1鉆屑指標法 h2( Pa)200 （干煤）、160（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放K(ml/廠12 ng.mi n 門0.5 （干煤）、0.4（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放2鉆孔瓦 斯涌出初速 度法Q(L/mi n)4大于此值必須再次瓦 斯抽放工作面防突措施效果檢驗采用 MZJW瓦斯突出綜合預測儀測定鉆孔瓦斯涌出初速度Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值。檢測方法如第5.3.1小節(jié)所述在處理煤層布置5個檢驗測試點進行工作面防突效果檢驗，分別位于要求預 抽區(qū)域的上部、中部和兩側(cè)，并且至少有1個檢驗測

18、試點位于隧道輪廓線外邊緣 不大于2m的范圍。檢驗孔布置如下圖。距煤層法線距離5m時的校檢孔布置示意圖5.4.3.2結(jié)果判定當檢測的鉆孔瓦斯涌出初速度 Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值任何一 項超標時，工作面5m防突措施無效，需繼續(xù)進行瓦斯抽放直至瓦斯涌出初速度Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值全部合格后方可繼續(xù)掘進，繼續(xù)掘進后工 作面5m防突處理措施結(jié)束，掘進至距煤層垂距 2m處停止掘進，進入工作面2m 防突處理流程。5.5工作面2m時的防突處理隧道距煤層法線距離2m時，停止掘進，采用鉆屑指標解析法與鉆孔瓦斯涌 出初速度法預測煤層的煤與瓦斯突出危險性。5.5.1工作面突出危險性預測5

19、.5.1.1危險性預測工作面2m突出危險性預測指標臨界值序號檢驗方 法檢驗指標檢驗指標臨界值備注1鉆屑指標法 h2( Pa)200 （干煤）、160（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放K(ml/廠1/2、 Ig.mi n 門0.5 （干煤）、0.4（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放2鉆孔瓦 斯涌出初速 度法Q(L/mi n)4大于此值必須再次瓦 斯抽放工作面防突措施效果檢驗采用 MZJW瓦斯突出綜合預測儀測定鉆孔瓦斯涌 出初速度Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值。檢驗孔布置及檢測方法如第 5.3.1小節(jié)所述。5.5.1.2結(jié)果判定當檢測的鉆孔瓦斯涌出初速度 Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K

20、1值任何一 項超標時，工作面2m防突措施無效，需繼續(xù)進行瓦斯抽放直至瓦斯涌出初速度 Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值全部合格后方可繼續(xù)掘進。繼續(xù)掘進后， 工作面2m防突處理措施結(jié)束，在采取安全防護措施后可直接采用遠距離放炮一 次揭開掌子面上臺階煤層。5.5.2工作面防突措施鉆孔瓦斯涌出初速度Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值任何一項超標時 必須再次采取防突措施。繼續(xù)采用瓦斯抽放措施進行 2m工作面消突處理。瓦斯 抽放流程、方法及要求同區(qū)域防突措施。5.5.3工作面防突措施效果檢驗5.531工作面防突效果檢驗工作面防突措施效果檢驗采用鉆屑指標法與鉆孔瓦斯涌出初速度法工作面2m防突措施效

21、果檢驗指標及臨界值序號檢驗方 法檢驗指標檢驗指標臨界值備注1鉆屑指標法 h2( Pa)200 （干煤）、160（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放K(ml/1/2g.mi n 門0.5 （干煤）、0.4（濕煤）大于此值必須再次瓦 斯抽放2鉆孔瓦 斯涌出初速 度法Q(L/mi n)4大于此值必須再次瓦 斯抽放工作面防突措施效果檢驗采用 MZJW瓦斯突出綜合預測儀測定鉆孔瓦斯涌 出初速度Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值。檢驗孔布置及檢測方法如第 5.3.1小節(jié)所述。5.5.3.2結(jié)果判定當檢測的鉆孔瓦斯涌出初速度 Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值任何一 項超標時，工作面2m防突措施無效，需繼續(xù)進行瓦斯抽放直至瓦斯涌出初速度 Qm以及鉆屑瓦斯解吸指標厶h2、K1值全部合格后方可繼續(xù)掘進。繼續(xù)掘進后， 工作面2m防突處理措施結(jié)束，在采取安全防護措施后可直接采用遠距離放炮一 次揭開掌子面上臺階煤層。掌子面上臺階安全揭煤后，下臺階的揭煤方法與流程與上臺階一致， 不再敷 述。六、爆破揭煤采用遠距離爆破揭開煤層，由于隧道斷面較大，在采取安全防護措施后，分 上下臺階兩次揭煤。在隧道石門揭開上臺