低瓦斯隧道監(jiān)控量測與方案

西成鐵路客運專線XCZQ-3標(biāo)段仙女巖隧道瓦斯隧道監(jiān)測方案PAGEPAGEIII西成鐵路客運專線XCZQ-3標(biāo)仙女巖隧道低瓦斯隧道監(jiān)測方案前言為了確保西成客專XCZQ-3標(biāo)項目經(jīng)理部三分部仙女巖隧道的施工安全及參建人員的生命財產(chǎn)安全，確保施工質(zhì)量、工程進度，吸取以往瓦斯爆炸事故教訓(xùn)，杜絕同類事故再次發(fā)生。特制定本《低瓦斯隧道瓦斯監(jiān)控方案》，請參加隧道施工的作業(yè)班組務(wù)必按照《低瓦斯隧道瓦斯監(jiān)控方案》組織全體干部員工認真學(xué)習(xí)，并嚴格按照該方案遵照執(zhí)行，確保隧道施工安全。目錄第1章編制的范圍、原則及依據(jù) 41.1編制的范圍 41.2編制的原則 41.3編制的依據(jù) 4第2章仙女巖隧道工程概況 62.1仙女巖隧道概述 62.2主要地質(zhì)狀況 62.2.1地形地貌 62.2.2地層及巖性 72.2.3地質(zhì)構(gòu)造 72.2.4水文地質(zhì) 72.2.5不良地質(zhì)與特殊巖土 82.3氣候水文狀況（指氣候、氣溫、降雨量等） 92.4設(shè)計概況 92.5主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 102.6地震烈度 102.7隧道施工環(huán)境 10第3章、瓦斯的基本特征、來源和放出類型 113.1特征 113.2放出類型 12第4章瓦斯及有毒有害氣體隧道施工方案 124.1瓦斯及其它有毒有害氣體超前探測 124.1.1瓦斯及有毒有害氣體超前探測原則 124.1.2瓦斯超前探測設(shè)計 134.2瓦斯及有毒有害氣體自動監(jiān)測 164.2.1監(jiān)控方案總述 164.3.2監(jiān)控系統(tǒng)配置方案及監(jiān)控管理 164.3瓦斯及有毒有害氣體人工監(jiān)測 194.3.1瓦斯及有毒有害氣體人工監(jiān)測人員安排及工作形式 194.3.2人工瓦斯及有毒有害氣體監(jiān)測方案 204.4瓦斯隧道電氣與作業(yè)機械 224.4.1機電設(shè)備及供配電系統(tǒng)安全技術(shù)要求 224.4.2電纜線路的安全技術(shù)要求 224.4.3配電箱的安全技術(shù)要求 234.4.4電氣裝置的選擇安全技術(shù)要求 234.4.5電氣裝置的設(shè)置 244.4.6接地與防雷安全技術(shù)要求 244.4.7備用電源 254.5瓦斯隧道鉆爆作業(yè) 254.5.1瓦斯隧道開挖施工方案 254.5.2放炮管理 264.6揭煤、防突措施及排放瓦斯 274.6.1揭煤防突施工方法 274.6.2揭煤、防突及排放瓦斯具體設(shè)計 284.7瓦斯隧道火源控制 334.7.1防止明火措施 334.7.2防止出現(xiàn)爆破火焰措施 334.7.3防止出現(xiàn)電火花措施 34第5章、瓦斯隧道施工的有關(guān)專項要求 355.1瓦斯工區(qū)鉆孔作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定： 352、通風(fēng)管理辦法： 363、瓦斯檢查員交接班制度 374、安全技術(shù)措施 38PAGE39第1章編制的范圍、原則及依據(jù)1.1編制的范圍本施工組織設(shè)計編制范圍為：XCZQ-3標(biāo)仙女巖隧道，包括：隧道正洞開挖、初期支護、二次襯砌、洞門工程、附屬工程和臨時工程等。1.2編制的原則1）、遵循招標(biāo)文件的原則，根據(jù)合同文件要求的工期、安全、質(zhì)量等目標(biāo)。2）、遵循設(shè)計文件的原則。在編制施組時，認真閱讀核對所獲得的技術(shù)設(shè)計文件資料，了解設(shè)計意圖，掌握現(xiàn)場情況，嚴格按設(shè)計資料和設(shè)計原則編制施組，滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求。3）、遵循“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”和“管生產(chǎn)必管安全”的原則。嚴格按照鐵路施工安全操作規(guī)程，從制度、管理、方案、資源方面編制切實可行的施工方案和措施，確保施工安全。4）、遵循節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的原則。貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的原則，避免隧道施工過程中對周邊環(huán)境的破壞。5）、遵循科學(xué)、經(jīng)濟、合理的原則。樹立系統(tǒng)工程的概念。統(tǒng)籌分配各專業(yè)工程的工期，搞好專業(yè)銜接；合理安排施工順序，組織均衡、連續(xù)生產(chǎn)。資源優(yōu)化；管理目標(biāo)明確，指標(biāo)量化、措施具體、針對性強。6）、遵循引進、創(chuàng)新、發(fā)展的原則。積極采用、鼓勵研發(fā)旨在提高隧道工程技術(shù)和施工裝備水平、保證施工安全和工程質(zhì)量、加快施工進度、降低隧道工程成本的新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備。7）、遵循“六位一體”管理的原則。結(jié)合建設(shè)項目特點，建立建設(shè)項目管理的目標(biāo)體系、責(zé)任體系、分級控制系統(tǒng)和評價評估體系，按照計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制等基本環(huán)節(jié)，將質(zhì)量、安全、工期、投資效益、環(huán)境保護和技術(shù)創(chuàng)新分解細化為最佳匹配的實施目標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)化管理為基礎(chǔ)，全面實現(xiàn)“六位一體”管理要求。8）、遵循施工生產(chǎn)與環(huán)境保護同步規(guī)劃，同步建設(shè)，同步發(fā)展原則。1.3編制的依據(jù)1）、新建鐵路西安至成都客運專線西安至江油段（四川省境內(nèi)）指導(dǎo)性施工組織設(shè)計。2）、新建鐵路西安至成都客運專線西安至江油段仙女巖隧道施工圖及參考圖。3）、國家現(xiàn)行的有關(guān)工程的設(shè)計規(guī)范、施工指南、驗收標(biāo)準(zhǔn)及安全規(guī)定等。4）、本單位進場后現(xiàn)場勘察、調(diào)查及實際測量所了解的實際情況。5）、國家、四川省政府關(guān)于工程建設(shè)的有關(guān)法律、法規(guī)以及有關(guān)質(zhì)量、安全、文明施工、環(huán)境保護等方面的管理文件。6）、本單位現(xiàn)有技術(shù)力量、隊伍素質(zhì)、施工生產(chǎn)能力和資源狀況等。7）、本單位類似項目施工管理經(jīng)驗。8）、《西成鐵路管理制度標(biāo)準(zhǔn)化》和本單位內(nèi)部《質(zhì)量手冊》、《程序文件》。

第2章仙女巖隧道工程概況2.1仙女巖隧道概述仙女巖隧道全長5633.4m，進口里程D3K425+953，出口里程DK431+586。隧道位于劍門關(guān)~江油北區(qū)間，雙線隧道，線間距4.6m，設(shè)計為進口197m的平坡和6‰的單面上坡。除D3K427+234.156~D3K429+664.048段位于半徑R=8000m的左偏曲線上，DK431+278.655~586段位于半徑R=12000m的右偏曲線上外，其余地段均為直線。全隧V級圍巖593m，IV級圍巖1940m，III級圍巖3100m。隧區(qū)屬構(gòu)造侵蝕、風(fēng)化剝蝕中低山區(qū)地貌，地面高程500～970m，相對高差約470m，自然山坡坡度25°～50°，隧道洞身最大埋深約390m，最小埋深約15m。隧道洞身段主要侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組下段泥巖夾砂巖，中統(tǒng)千佛巖組泥巖夾砂巖，下統(tǒng)白田壩組泥巖夾砂巖、礫石、煤線；存在不良地質(zhì)主要為巖堆、順層、瓦斯等有害氣體、危巖落石。隧道最大涌水量為10663m3/d。隧道工程施工將產(chǎn)生大量棄碴，宜選擇合適非耕地，并結(jié)合附近農(nóng)田改造定點有序堆放。同時做好擋護工程，以免對周邊環(huán)境造成次生災(zāi)害。本隧道為低瓦斯隧道；隧道施工存在塌方及突水現(xiàn)象的威脅；局部地段具備軟巖變形破壞的條件。2.2主要地質(zhì)狀況2.2.1地形地貌隧區(qū)屬構(gòu)造侵蝕、風(fēng)化剝蝕中低山區(qū)地貌，山嶺呈北東向展布。地面高程500～970m，相對高差約470m，自然山坡坡度25°～50°，砂巖和礫巖部分陡崖。隧道洞身最大埋深約390m，最小埋深約15m。覆土層較薄，基巖多裸露，多生長灌木、松林、雜草，植被發(fā)育良好，平緩地帶多辟為旱地。綿陽～廣元高速公路位于線路左側(cè)230～1500m附近，線路左側(cè)山腳居民點較為密集，DK430+200～DK430+600段線路附近居民點分布較多，其它地段零星分布，隧道出口有便道相通，進口附近僅有小路，交通條件一般。2.2.2地層及巖性隧區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)滑坡堆積（Q4dl+col）粉質(zhì)黏土、碎石土、塊石土；沖洪積（Q4al+pl）粉質(zhì)黏土；坡洪積（Q4dl+pl）卵石土；坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、碎石土；下伏侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組下段（J2s1）泥巖夾砂巖，中統(tǒng)千佛巖組（J2q）泥巖夾砂巖；下統(tǒng)白田壩組（J1b）泥巖夾砂巖、礫巖、煤線。2.2.3地質(zhì)構(gòu)造隧區(qū)屬于楊子準(zhǔn)地臺西北邊緣地帶，位于川西北臺陷次級構(gòu)造與龍門山構(gòu)造帶邊緣區(qū)。隧區(qū)為單斜巖層構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀：N47～64°E/31～45°SE，受區(qū)域構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)節(jié)理發(fā)育，多為閉合或微張型。主要發(fā)育以下兩組節(jié)理：N30～36°W/50～90°NE，N35～74°E/41～60NW。2.2.4水文地質(zhì)1）地表水隧區(qū)地表水為山間沖溝溝水，溝水主要受大氣降雨補給，部分受上游泉點補給，流量季節(jié)性變化較大，雨季降水集中，地表徑流突出，旱季流量相對較小。2）地下水地下水主要為基巖裂隙水，基巖為泥巖夾砂巖，構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育，泥巖中多呈充填閉合狀，基巖裂隙水總體含量不大。泥巖地下水含量微弱，砂巖儲水條件較好，地下水含量相對豐富，由于泥巖為相對隔水層，砂巖層地下水部分形成承壓水，勘察中出現(xiàn)多個鉆孔地下水涌出地表的情形。3）水化學(xué)特征測段內(nèi)水質(zhì)屬HCO3-—Ca2+或HCO3-—Ca2+.Na+型水,根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》（TB10005-2010），在環(huán)境作用類別為化學(xué)侵蝕環(huán)境、氯鹽環(huán)境時，水中SO42-、PH、Mg2+、侵蝕性CO2-、Cl-對砼無侵蝕性?？辈祀A段取水樣試驗未發(fā)現(xiàn)侵蝕性，但隧道多個鉆孔揭示天然氣、原油及油砂巖，本隧道地下水按照具酸性和硫酸鹽侵蝕設(shè)計，侵蝕性等級H1。4）隧道涌水量預(yù)測根據(jù)含水巖組的劃分，結(jié)合地形、地貌等特征，分別采用降水入滲法、地下水動力學(xué)法進行了對比計算，計算結(jié)果見表1。表1隧道涌水段水量計算一覽表序號分段里程L(m)d(m)H(m)K(m/d)Q(m3/d)1D3K425+935~D3K427+150121514550.00467002D3K427+150~DK431+2504100141550.00663173DK431+250~DK431+50025014250.004692合計7109根據(jù)以上計算，預(yù)計隧道正常涌水量取7109m3/d，雨季最大涌水量按照正常涌水量1.5倍系數(shù)考慮，雨季最大涌水量為10663m3/d。2.2.5不良地質(zhì)與特殊巖土段內(nèi)不良地質(zhì)主要為巖堆、順層、有害氣體等，無特殊巖土分布。（一）巖堆D3K426+100～D3K427+137堆積體軸線，長約500m，垂直軸線方向最寬超過800m，據(jù)鉆孔揭示堆積體最厚達39m，一般厚20～25m，上部3～11m多為硬塑狀粉質(zhì)黏土，下部多為中密～密實碎石土，淺埋處拱頂至土石界面約6m，巖堆體自然狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)，分布較多房屋，多被辟為旱地，部分為林地，部分為荒山。（二）順層D3K425+935～D3K426+310、D3K426+540～D3K426+600、DK431+480～+586段埋深小于50m，巖層傾角37°～38°，走向與線路夾角小于10°，傾向路線左側(cè)，隧道右側(cè)順層偏壓；D3K427+810～D3K428+130、D3K428+400～+550、D3K428+860～D3K429+570段隧道埋深大于250m，巖層傾角37°～43°，走向與線路夾角小于10°，巖層傾向線路左側(cè)，隧道右側(cè)順層偏壓，隧道施工右側(cè)易發(fā)生坍方、掉塊。（三）有害氣體隧區(qū)位于川西北油氣田邊緣區(qū)，深部有害氣體可沿巖體裂隙上升至隧道附近局部富集，危機隧道施工安全，且鄰近工點黃家梁隧道多個勘探孔在侏羅系中統(tǒng)千佛崖組中揭示油砂巖和原油，本隧道隊3個鉆孔進行了有害氣體檢測，綜合分析，本隧道屬于低瓦斯隧道，施工中應(yīng)加強通風(fēng)，加強有害氣體檢測。（四）危巖落石隧道出口自然山坡陡峻，巖層軟硬相間，差異分化易形成危巖。出口段線路右側(cè)40米以外沿j2q與j1b接觸帶礫巖和砂巖多形成懸崖陡壁，節(jié)理裂隙發(fā)育，多形成危巖。坡腳多見崩塌形成的塊石，直徑大的達數(shù)米至十余米。2.3氣候水文狀況（指氣候、氣溫、降雨量等）氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，氣候溫和，光照比較適宜，四季分明，大陸性季風(fēng)明顯。由于地理位置和多變地貌影響，垂直氣候明顯，小區(qū)域氣候差異大，出現(xiàn)海拔高程不同，氣候各異，高山頂和漕谷地氣溫相差大。氣候隨海拔升高而降低。降水充分，但呈陡峭單峰型分布，時空分布不均，常有“東邊日出西邊雨”情形。一般年平均氣溫約15.4℃，年均降水量1039.4毫米，境內(nèi)風(fēng)向隨季節(jié)變化明顯，夏半年盛行偏南風(fēng)，冬半年盛行偏北風(fēng)。全年無霜期約270天。秋冬兩季多霧，多年平均\o"日照"日照時數(shù)為1328.3小時。2.4設(shè)計概況隧道全長5633.4m，進口里程D3K425+953，出口里程DK431+586。隧道位于劍門關(guān)~江油北區(qū)間，雙線隧道，線間距4.6m，設(shè)計為進口197m的平坡和6‰的單面上坡。全隧V級圍巖593m，IV級圍巖1940m，III級圍巖3100m，包括正洞洞門，洞身開挖、支護、襯砌及相關(guān)附屬工程。圖1隧道建筑限界及襯砌內(nèi)輪廓2.5主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：（1）線路等級：客運專線；（2）正線數(shù)目：雙線；（3）設(shè)計區(qū)段旅客列車速度目標(biāo)值：250km/h；（4）最小曲線半徑：8000m；（5）正線線間距：4.6m；（6）最大坡度：6‰（7）牽引種類：電力；（8）列車運行方式：自動控制；（9）行車指揮方式：綜合調(diào)度集中。2.6地震烈度據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）、“5.12汶川地震”后國家相關(guān)部門發(fā)布的《四川甘肅陜西部分地區(qū)地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306-2001一號修改單）以及“西成客專廣元（川陜省界）至江油段地震動參數(shù)區(qū)劃報告”，隧址區(qū)地震動反映譜特征周期0.40S、地震動峰加速度值0.15g，其對應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。2.7隧道施工環(huán)境1）交通情況進口：仙女巖隧道進口所處位置為當(dāng)?shù)卮迕褡≌瑓^(qū)域中，線路左側(cè)簡易公路里洞口位置過遠，不能直接通往施工場地，在詳細調(diào)查周圍環(huán)境的情況下，已新修便道通往施工場地，在整個施工期間，要做好養(yǎng)護和維修工作，確保雨天不泥濘、晴天不揚塵。出口：仙女巖隧道出口位于貓兒村，有簡易水泥公路直接到達，洞口外只需新建簡易棧橋即可展開施工作業(yè)。2）施工、生活用水進口：施工用水采用當(dāng)?shù)睾訙纤纯蓾M足施工要求，高壓水池位于隧道進口斜上方，垂直距離50m，蓄水量為67.5m3；生活用水使用當(dāng)?shù)刈詠硭３隹冢菏┕び盟捎枚纯谕夂訙纤纯蓾M足施工要求，水池建在洞口旁，采用高壓水泵供水方式；生活用水利用山泉水。3）施工、生活用電進口：線供電電網(wǎng)為國家電力公司所轄電網(wǎng)。各工點均由專業(yè)隊伍架設(shè)高壓電網(wǎng)至洞口，根據(jù)實際確定需電量進行配置，同時配備備用發(fā)電機1臺，作為隧道備用電源。出口：線供電電網(wǎng)為國家電力公司所轄電網(wǎng)。各工點均由專業(yè)隊伍架設(shè)高壓電網(wǎng)至洞口，根據(jù)實際確定需電量進行配置，同時配備備用發(fā)電機1臺，作為隧道備用電源。第3章、瓦斯的基本特征、來源和放出類型3.1特征瓦斯是一種無色、無味、無臭的一種混合氣體，主要成分為甲烷(CH4）與乙烯（C2H2)，比重為0.554，具有能燃燒，能爆炸，能使人窒息的多種危害性，但它的最主要的危害是燃燒爆炸。瓦斯極易燃燒，但不能自燃，當(dāng)與空氣混合到一定濃度時，遇火源能燃燒或爆炸。當(dāng)坑道中的瓦斯?jié)舛刃∮?％或大于16％時，遇到火焰只是在火源附近燃燒而不會爆炸；瓦斯?jié)舛仍?％~6％到14％~16％時，遇到火源便會爆炸，9.5％左右時爆炸威力最大，但瓦斯?jié)舛却笥?3％時，一般遇火也不能燃燒，瓦斯?jié)舛缺ń缦抟姳?。表2瓦斯?jié)舛缺ń缦尥咚節(jié)舛龋?）爆炸界限5-6瓦斯爆炸下界限14-16瓦斯爆炸上界限9.5爆炸最強烈8.0最易點燃低于5.0不爆炸，與火焰接觸部分燃燒高于14-163.2放出類型瓦斯放出是地層中的瓦斯氣體在地應(yīng)力作用下沿巖體構(gòu)造裂隙外漏的表現(xiàn)。歸納起來，發(fā)生瓦斯放出有二個主要因素：地應(yīng)力、瓦斯和圍巖結(jié)構(gòu)，而地應(yīng)力和圍巖中瓦斯的存在是引起瓦斯放出的主要因素。從巖層中放出瓦斯，可分為幾種類型：(1）瓦斯的滲出：它是緩慢的地、均勻地、不停地從煤層或巖層的暴露面的空隙中滲出，延續(xù)時間很久，有時帶有一種“嘶嘶”的聲音。(2）瓦斯的噴出：比上述滲出強烈，從煤層或巖層裂隙或孔洞中放出，噴出的時間有長有短，通常由較大的響聲和壓力。(3）瓦斯的突出：在短時間內(nèi)，從煤層或巖層中突然猛烈地噴出大量的瓦斯，噴出的時間，可能從幾分鐘到幾小時，噴出時常有巨大的轟響，并夾有煤塊或巖塊。以上三種瓦斯放出形式，以第一種放出的瓦斯量為最大。第4章瓦斯及有毒有害氣體隧道施工方案4.1瓦斯及其它有毒有害氣體超前探測4.1.1瓦斯及有毒有害氣體超前探測原則隧道瓦斯超前預(yù)探就是要從時間上提前距離上超前了解隧道圍巖地質(zhì)情況、瓦斯及有毒有害氣體賦存情況。從一定意義上說，設(shè)計單位提交的隧道設(shè)計縱斷面圖、地質(zhì)總平面圖、瓦斯及有毒有害氣體評價等資料也是隧道施工超前探測預(yù)報的成果，但由于勘察設(shè)計精度的限制及隧道地質(zhì)的復(fù)雜性等種種原因，設(shè)計圖中常常遺漏很多只有在隧道施工中才能發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)體和瓦斯及有毒有害氣體異常區(qū)域，因而對圍巖特征、瓦斯及有毒有害氣體賦存描述就不是十分準(zhǔn)確。因此，瓦斯隧道施工中針對瓦斯及有毒有害氣體超前預(yù)探顯得更為重要。4.1.2瓦斯超前探測設(shè)計φ108地質(zhì)超前探孔：1)地質(zhì)超前探孔目的地質(zhì)超前探孔主要是配合瓦斯測試用于確定前方是否存在煤層及瓦斯賦存情況。2)鉆孔設(shè)計方案根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求：所有突出煤層外的掘進巷道(包括鉆場等)距離煤層的最小法向距離小于10m時，必須邊探邊掘，確保最小法向距離不小于5m。因此，超前鉆孔探測必須在10m前發(fā)現(xiàn)前方煤層及瓦斯賦存情況。地質(zhì)超前探孔每次探測距離應(yīng)為35m，每25m一個循環(huán)。鉆孔瓦斯測試及動力現(xiàn)象分析：瓦斯測試的目的是結(jié)合地質(zhì)超前探孔，開展相關(guān)瓦斯測試，判斷仙女巖隧道掘進過程前方是否遇煤層或瓦斯賦存情況，是否存在瓦斯突出危險性；當(dāng)探測前方有煤層時，開展煤與瓦斯突出危險性測試，判別其危險性。每25m循環(huán)開展鉆孔瓦斯測試及動力現(xiàn)象分析，包括前方是否有煤層、鉆孔施工動力現(xiàn)象以及鉆孔瓦斯測試。1)煤層探測通過實施φ108地質(zhì)超前探孔，判別前方是否存在煤層及其賦存情況。2)鉆孔施工動力現(xiàn)象觀察通過實施φ108地質(zhì)超前探孔打鉆過程中的動力現(xiàn)象觀察，分析前方瓦斯突出危險性征兆。在打鉆過程中動力現(xiàn)象描述：有(無)卡鉆；有(無)頂鉆；有(無)噴孔現(xiàn)象；鉆孔水溫變化。3)鉆孔瓦斯測試(1)打鉆前后瓦斯測試對打鉆前后掌子面瓦斯?jié)舛冗M行測試，了解掌子面打鉆前后的瓦斯?jié)舛茸兓?。掌子面打鉆前瓦斯?jié)舛龋?；打鉆后瓦斯?jié)舛龋?；打鉆過程中最高瓦斯?jié)舛龋?。(2)鉆孔瓦斯?jié)舛葴y試地質(zhì)超前探孔掘進過程時，測定鉆孔不同深度的瓦斯?jié)舛龋绫?所示。表3瓦斯鉆孔深度濃度值孔深(m)濃度(%)孔深(m)濃度(%)424828123216362040瓦斯預(yù)探中的瓦斯考察方法 ：在深孔鉆探中在每循環(huán)超前鉆孔施工過程中記錄每米鉆孔巖性、鉆進情況、瓦斯涌出情況。鉆孔施工完成后對前方煤巖體的瓦斯壓力、鉆孔瓦斯涌出流量、鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)進行測定考察，并預(yù)計出隧道在開挖過程中可能產(chǎn)生的瓦斯涌出量。水平鉆孔和傾斜鉆孔封孔工藝分別如圖2、3、4所示。圖2水平鉆孔封孔工藝圖3傾斜鉆孔封孔工藝鉆孔瓦斯參數(shù)測試如圖4所示。圖4鉆孔瓦斯參數(shù)測試工藝φ50超前驗證孔：1)超前驗證鉆孔目的當(dāng)采用Φ108鉆孔發(fā)現(xiàn)前方存在煤層時，此時應(yīng)采用超前驗證鉆孔來進行瓦斯測試，從而驗證前方煤層是否存在煤與瓦斯突出危險性。2)鉆孔方案超前驗證鉆孔是探測到前方煤層時實施，通過正洞打至少3個超前驗證孔，確定煤層的有關(guān)參數(shù)，并判定瓦斯突出危險性，突出危險性預(yù)測選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其他一系列方法進行。超前驗證鉆布置方案如圖所示。驗證孔基本參數(shù)為：鉆孔深度：10m；孔徑：φ50；孔數(shù)：3個。圖5超前驗證孔布置4.2瓦斯及有毒有害氣體自動監(jiān)測4.2.1監(jiān)控方案總述根據(jù)設(shè)計和實際的要求，結(jié)合本隧道特點，本項目選用KJ90NA型瓦斯自動化監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)委托專業(yè)單位安裝管理。KJ90NA型瓦斯自動化監(jiān)控系統(tǒng)通過在洞內(nèi)安裝的瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、一氧化碳、硫化氫、溫度等傳感器測定洞內(nèi)瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度、硫化氫濃度、風(fēng)速、溫度等參數(shù)，并將此信息回饋主控計算機分析處理，瓦斯超標(biāo)自動聲光報警，再通過設(shè)備開停傳感器和饋電斷電器對被控設(shè)備自動斷電。該系統(tǒng)主要對洞內(nèi)瓦斯及有毒有害氣體、風(fēng)量和主要風(fēng)機實施風(fēng)電瓦斯閉鎖及風(fēng)量控制，及時準(zhǔn)確地對洞內(nèi)各工作面的瓦斯及有毒有害氣體狀況進行24小時監(jiān)控。4.3.2監(jiān)控系統(tǒng)配置方案及監(jiān)控管理a.監(jiān)控系統(tǒng)配置方案仙女巖瓦斯隧道采用雙向掘進，隧道進出口各安裝1套瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。每套系統(tǒng)均配備主機、監(jiān)控軟件、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化硫傳感器、監(jiān)控分站、傳輸接口、UPS電源、交換機、打印機、電纜等。隧道安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備平面布置見圖6圖6仙女巖隧道KJ90NA煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)初期布置平面圖b.監(jiān)控管理人員配備針對本項目特點，計劃每套監(jiān)控系統(tǒng)配備2名監(jiān)控值班人員，24小時值班，為仙女巖隧道提供瓦斯監(jiān)測管理、設(shè)備校驗、設(shè)備維修與更換等。④監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備組成和布置a.甲烷傳感器、一氧化碳、二氧化硫傳感器、風(fēng)速傳感器的安設(shè)◆甲烷傳感器檢測設(shè)備應(yīng)分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業(yè)面、仰拱及仰拱作業(yè)面、防水層施工處、掌子面回風(fēng)流處、局扇和配電設(shè)備安設(shè)點附近等。甲烷傳感器宜自由懸掛在拱頂以下30cm處，其迎風(fēng)流和背風(fēng)流0.5m內(nèi)不得有阻擋物。懸掛處支護良好，無滴水，走臺架過程等不會損壞傳感器?！袅蚧瘹鋫鞲衅鳈z測設(shè)備應(yīng)分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業(yè)面、掌子面回風(fēng)流處、聯(lián)絡(luò)橫洞、涌出點附近等。硫化氫傳感器主要安設(shè)在隧道底部和離地面1.5m高的位置?！舳趸騻鞲衅鳈z測設(shè)備應(yīng)分別布置在掌子面、二次襯砌施工作業(yè)面、掌子面回風(fēng)流處、涌出點附近等。二氧化硫傳感器主要安設(shè)在隧道底部和離地面1.5m高的位置?！麸L(fēng)速傳感器安裝在主要測風(fēng)站，頂板較好無明顯淋水干燥的隧道段，并不影響行人和行車。傳感頭風(fēng)流指向與風(fēng)流方向應(yīng)一致，偏角不得大于5度。吊掛時必須固定，不能讓傳感器左右搖擺。b.洞口主控計算機監(jiān)控中心洞口主控計算機監(jiān)控中心放在隧道進口和出口處外適當(dāng)位置處的專用機房內(nèi)，條件許可時機房內(nèi)安裝空調(diào)以保證機房恒溫。機房內(nèi)電纜(含主通訊電纜、電源電纜、網(wǎng)線、避雷器接地線)鋪設(shè)時最好在防靜電地板下面，并且機房電器設(shè)備外殼必須接地，接地電阻小于2Ω。計算機監(jiān)控中心包括報警儀、記錄儀、電話、主控計算機及其專用軟件、斷電系統(tǒng)等。計算機電源由在線式不間斷電源或交流穩(wěn)壓器加后備式不間斷電源供給。c.阻燃專用傳輸電纜監(jiān)控中心機房到隧道洞口的通訊電纜必須使用靜電屏蔽電纜，安裝時線路應(yīng)盡量埋地減少雷擊可能。隧道內(nèi)的監(jiān)控通信電纜必須選用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜。監(jiān)測系統(tǒng)中各設(shè)備之間的連接電纜需加長或分支連接時，被連接電纜的芯線盒或具有接線盒功能的裝置，必須具備隔爆功能，不得采用電纜芯線導(dǎo)體直接搭接或繞接。當(dāng)確定隧道為高瓦斯隧道時，接線盒必須是礦用防爆型的，接線盒內(nèi)必須灌注絕緣充填物。監(jiān)測系統(tǒng)中電纜與電氣設(shè)備和信號電纜與電力電纜應(yīng)沿隧道兩側(cè)分開敷設(shè)，若因條件限制必須在同一側(cè)平行敷設(shè)時，則與電力電纜的間距不應(yīng)小于0.5m。d.瓦斯斷電儀和瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置近程斷電使用1.5mm2電纜，被控開關(guān)使用磁力防爆開關(guān)，在斷電安裝完成后，在隧道內(nèi)采用2%的標(biāo)準(zhǔn)氣樣檢測斷電靈敏性。e.洞內(nèi)分站分站應(yīng)安裝在便于工作人員觀察、調(diào)度、檢驗、支護良好、無滴水、無雜物的地方，其距離地面的高度不應(yīng)小于0.3m，并加墊木或支架固定。獨立的聲光報警箱懸掛位置應(yīng)滿足警聲能讓附近的人聽到的要求。⑤瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的安裝該設(shè)備由廠家直接提供成品，由專業(yè)服務(wù)機構(gòu)負責(zé)采購，并協(xié)調(diào)廠家完成該系統(tǒng)的的檢驗、安裝、調(diào)試等工作，并符合國家有關(guān)瓦斯監(jiān)測監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)相關(guān)要求。⑥瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的運行與管理a.瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)委托專業(yè)單位負責(zé)管理和維護。b.由于隧道施工的特點及通風(fēng)方式，甲烷傳感器等的安設(shè)位置是動態(tài)變化的，瓦斯監(jiān)控技術(shù)人員為施工單位提供隧道開挖前進過程中、通風(fēng)方式變化等情況下的監(jiān)控系統(tǒng)管理、維護，瓦斯傳感器、二氧化硫傳感器、風(fēng)速傳感器等的布置技術(shù)服務(wù)，同時提供瓦斯傳感器、二氧化硫傳感器、風(fēng)速傳感器等的校檢、更換等技術(shù)服務(wù)內(nèi)容。圖7監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備連接圖c.瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是對隧道內(nèi)瓦斯及有毒有害氣體進行實時動態(tài)監(jiān)測的結(jié)果，其結(jié)果受溫度、爆破震動等因素的影響，因此就需要對數(shù)據(jù)進行分析、整理，為施工管理人員指導(dǎo)安全生產(chǎn)提供可靠的瓦斯及有毒有害氣體參數(shù)依據(jù)，瓦斯監(jiān)控技術(shù)人員24小時值班，進行相關(guān)方面的瓦斯監(jiān)測工作。d.瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)24小時安排人員不間斷值班，對監(jiān)控系統(tǒng)進行維護，定期檢查監(jiān)控線路、主機、分站、傳感器等的完好性。e.發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)出現(xiàn)異?；虮O(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號時，技術(shù)人員立即通知項目相關(guān)人員，并到現(xiàn)場進行技術(shù)指導(dǎo)，協(xié)助排除隱患。f.對監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行整理、分析，為施工管理人員指導(dǎo)安全生產(chǎn)提供可靠的瓦斯參數(shù)依據(jù)。g.每天提交瓦斯及有毒有害氣體監(jiān)測服務(wù)日報。4.3瓦斯及有毒有害氣體人工監(jiān)測4.3.1瓦斯及有毒有害氣體人工監(jiān)測人員安排及工作形式瓦斯及有毒有害氣體人工監(jiān)測落實專人進行并委托專業(yè)機構(gòu)對瓦檢員進行培訓(xùn)，合格后發(fā)特種作業(yè)證書，為施工過程提供真實、客觀的瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導(dǎo)工程施工。1)人員數(shù)量配備情況為加強隧道內(nèi)有毒有害氣體監(jiān)測服務(wù)工作，針對本項目實際情況，成立一個有毒有害氣體監(jiān)測項目組，根據(jù)隧道進出口端配備人工檢測員，進出口每端每班配備2名人工檢測員(按每天三班作業(yè)計算)。本隧道為雙向掘進施工，需配備12名人工檢測員。2)工作內(nèi)容及形式(1)形式：以跟班作業(yè)的形式在隧道內(nèi)進行實時瓦斯?jié)舛燃坝卸居泻怏w濃度檢測。(2)工作內(nèi)容：①檢測方式：每班的人工檢測員均采用光干涉式瓦檢儀及四合一氣體檢測儀負責(zé)巡回檢測整個隧道有毒有害氣體濃度。②檢測頻率：當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?.5％以下時，瓦檢員1小時檢查一次；瓦斯?jié)舛仍?.5％以上時，隨時檢查，檢查作業(yè)不得離開該工作面；瓦檢員必須落實“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”。其它有毒有害氣體的檢測頻率為1小時檢測1次。③檢測地點：隧道內(nèi)各工作面(掌子面開挖、初期支護、仰拱開挖、仰拱混凝土施工、防水板掛設(shè)、二次襯砌立模、二次襯砌混凝土灌注、隧道散水治理)；瓦斯可能產(chǎn)生積聚的地點(二襯臺車部位、隧道內(nèi)避車洞室和綜合洞室的上部、隧道內(nèi)具有明顯凹陷的地點)；隧道內(nèi)可能產(chǎn)生火源的地點(電機附近、機電設(shè)備安裝點附近、電纜接頭點)；瓦斯可能滲出的地點(地質(zhì)破碎地帶、地質(zhì)變化地帶、煤線地帶、裂隙發(fā)育的砂巖、泥巖及頁巖地帶)；在隧道進行超前鉆孔前，必須在超前鉆孔附近進行瓦斯檢測；被特批允許的洞內(nèi)電氣焊接作業(yè)地點、內(nèi)燃機具、附近20m范圍內(nèi)必須進行瓦斯檢測。=4\*GB3④對現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)進行分析，形成瓦斯檢測日報。4.3.2人工瓦斯及有毒有害氣體監(jiān)測方案人工檢測實行“三班制”24h不間斷巡回查檢測。進、出口每班各安排2名專職檢查員，各作業(yè)班組發(fā)放檢測儀，在施工過程中隨時檢查有毒有害氣體濃度。人工監(jiān)測作好監(jiān)測記錄，包括監(jiān)測地點樁號、時間、有毒有害氣體類型、濃度等內(nèi)容。人工監(jiān)測還應(yīng)符合以下要求：1、專職檢查員定時監(jiān)測有毒有害氣體濃度。A、瓦斯：檢測段內(nèi)瓦斯?jié)舛群吭?.5%以下，每隔1小時檢查一次；0.5%以上時，應(yīng)隨時檢查，不得離開掌子面，發(fā)現(xiàn)異常及時報告，并采取有效措施保證施工過程安全；當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛仍?%以上時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋后方可進入檢查。B、SO2：檢測段內(nèi)SO2含量在10mg/m3以下，每隔1小時檢查一次；10mg/m3以上時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋后方可進入檢查(隨時進行)，并采取有效措施保證施工過程安全，發(fā)現(xiàn)異常及時報告。C、CO：檢測段內(nèi)CO含量在30mg/m3以下，每隔1小時檢查一次；30mg/m3以上時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋后方可進入檢查(隨時進行)，并采取防護措施。D、氮氧化物(換算成NO2)：檢測段內(nèi)氮氧化物含量在5mg/m3以下，每隔1小時檢查一次；30mg/m3以上時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋后方可進入檢查(隨時進行)，并采取防護措施。E、H2S：檢測段內(nèi)H2S含量在10mg/m3以下，每隔1小時檢查一次；10mg/m3以上時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋后方可進入檢查(隨時進行)，并采取有效措施保證施工過程安全，發(fā)現(xiàn)異常及時報告。2、排放有毒有害氣體前，至少應(yīng)組織兩人對被排放的通道進行有毒有害氣體檢查，瓦斯?jié)舛瘸^3％或SO2含量超過30mg/m3或CO濃度超過100mg/m3時應(yīng)由救護隊進行檢查。3、隧道回風(fēng)流每次放炮前至少檢查1次有毒有害氣體。4、處于回風(fēng)流中停止運轉(zhuǎn)的電器設(shè)備及開關(guān)在每次啟動前，應(yīng)在其附近進行有毒有害氣體檢查。5、隧道開挖工作面放炮地點20m范圍內(nèi)、放炮點，在每次裝藥前、放炮前、放炮后必須進行一次有毒有害氣體檢查。6、當(dāng)兩臺瓦斯檢測儀對瓦斯?jié)舛葯z測結(jié)果不一致時，以濃度顯示值高的為準(zhǔn)。瓦檢員應(yīng)在8h內(nèi)將瓦斯檢測儀器送技術(shù)室校準(zhǔn)。瓦檢員應(yīng)當(dāng)加強對便攜式瓦斯檢測儀的充電與維護管理工作，使用前必須檢查便攜式瓦斯檢測儀的零點是否漂移過大和電壓欠壓。不符合要求的瓦斯檢測儀，不得使用。零點漂移過大的瓦斯檢測儀需及時送試驗組校準(zhǔn)。7、當(dāng)人工檢測員攜帶的便攜式瓦斯檢測儀報警或檢測出瓦斯及有毒有害氣體超限時，則立即通知該工作面施工負責(zé)人，該處立即停工，并及時通知通風(fēng)人員加強通風(fēng)。若是局部瓦斯積聚的地點瓦斯檢測儀報警，瓦斯?jié)舛任催_到2.0％，人工檢測員通知通風(fēng)人員對該地點加強通風(fēng)(開啟局部通風(fēng)機等措施)，并繼續(xù)加強瓦斯?jié)舛葯z測，該地點可繼續(xù)施工，但應(yīng)絕對避免火源的產(chǎn)生；當(dāng)局部瓦斯積聚的地點瓦斯?jié)舛却笥?.0％時，瓦檢員通知該工作面的施工負責(zé)人，該地點及附近20m立即停工，并切斷該處電源，撤出工作人員，同時通知通風(fēng)人員加強通風(fēng)措施，人工檢測員加強瓦斯?jié)舛鹊臋z測。4.4瓦斯隧道電氣與作業(yè)機械4.4.1機電設(shè)備及供配電系統(tǒng)安全技術(shù)要求(1)瓦斯隧道洞內(nèi)應(yīng)使用防爆電器設(shè)備，設(shè)備的運作，維修和管理工作必須符合防爆性能的各項技術(shù)要求，防爆性能受到破壞的機電設(shè)備立即處理或更換。(2)主要機電設(shè)備和供電開關(guān)要有接地保護，地線網(wǎng)電阻小于2歐姆。(3)供電系統(tǒng)采用“三?！?、“兩閉鎖”，“三專”是專用變壓器、專用開關(guān)、專用供電線路；“兩閉鎖”是瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時與供電的閉鎖，通風(fēng)與供電的閉鎖。(4)施工用電采用雙回路不同電源線路。一路電源發(fā)生故障停止供電時，另一路電源仍能擔(dān)負施工用電。備用線路采用“自發(fā)電站”作為備用電源，“自發(fā)電”的裝機容量最小應(yīng)滿足以下設(shè)備的負荷要求：通風(fēng)機、洞內(nèi)照明。(5)高壓不超過10kV，手持電器設(shè)備、電話、信號裝置的額定電壓不超過127V，低壓照明、遠距離控制線路的額定電壓不超過36V。(6)洞外設(shè)專用照明變壓器降壓后經(jīng)礦用防爆主電纜送入洞內(nèi)。各相應(yīng)地段設(shè)置照明及信號專用綜合保護裝置，將380V三相中性點不接地電源，降壓為127V，用防爆接線盒接入防爆燈具，防爆投光燈及防爆白熾燈應(yīng)滿足道路和施工照明需要。4.4.2電纜線路的安全技術(shù)要求(1)瓦斯工區(qū)內(nèi)高壓電纜的選用符合下列規(guī)定：①固定敷沒的電纜根據(jù)作業(yè)環(huán)境條件選用；②移動變電站采用監(jiān)視型屏蔽橡套電纜；③電纜采用銅芯。(2)瓦斯工區(qū)內(nèi)低壓動力電纜的選用符合下列規(guī)定：①固定敷設(shè)的電纜采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜、鎧裝聚氯乙烯電纜或不延燃橡套電纜；②移動式或手持式電氣設(shè)備的電纜，采用專用的不延燃橡套電纜:③開挖面的電纜必須采用銅芯。(3)瓦斯工區(qū)內(nèi)固定敷設(shè)的照明、通信、信號和控制用的電纜采用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜。(4)電纜的敷設(shè)應(yīng)符合規(guī)定。(5)電纜的連接應(yīng)符合要求。4.4.3配電箱的安全技術(shù)要求①總配電屏設(shè)在配電房內(nèi)，分配電箱安裝在用電設(shè)備或負荷相對集中的地方。分配電箱與開關(guān)箱的距離不得超過30m，開關(guān)箱與其控制的固定用電設(shè)備的水平距離不宜超過3m。②配電箱，開關(guān)箱周圍應(yīng)有足夠二人同時工作的空間和通道，不得堆放任何妨礙操作；維修的物品。③配電箱；開關(guān)箱應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)絕緣材料制作，安裝應(yīng)端正牢固，箱底面與地面的距離在1.2~1.5m之間。④箱內(nèi)工作零線應(yīng)通過接線端子板連接，并應(yīng)與保護零線接線端子分設(shè)；箱體的金屬外殼應(yīng)做保護接零，保護零線必須通過接線端子連接。⑤配電箱；開關(guān)箱必須防雨，防塵。導(dǎo)線的進線口和出線口應(yīng)設(shè)在箱體的下底面，并要求上部為電源端，嚴禁設(shè)在箱體的上頂面，側(cè)面，后面或箱門處。進出線應(yīng)加護套分路成束并做防水彎，導(dǎo)線束不得與箱體進出口直接接觸。4.4.4電氣裝置的選擇安全技術(shù)要求①配電箱，開關(guān)箱內(nèi)的電氣設(shè)備必須可靠完好，不準(zhǔn)使用破損、不合格的熔斷器的容體應(yīng)與用電設(shè)備容量相應(yīng)。②總配電屏或分配電箱均應(yīng)裝設(shè)總閘隔離開關(guān)和分路隔離開關(guān)，總?cè)蹟嗥骱头致啡蹟嗥饕约奥╇姳Ｗo器。③每臺設(shè)備應(yīng)有獨立的開關(guān)箱，實行一機一閘制，嚴禁用一個電氣開關(guān)直接控制兩臺及以上用電設(shè)備。④現(xiàn)場用電設(shè)備除做保護接零外，都必須在設(shè)備負荷首端處安裝漏電保護器。購置的漏電保護器必須是國家定點生產(chǎn)廠家或經(jīng)過國家有關(guān)部門正式認可的產(chǎn)品。⑤對于新購置或擱置已久重新使用和使用一個月以上的漏電保護器，應(yīng)認真檢驗其特性，發(fā)現(xiàn)問題及時修理或更換。對于潮濕和腐蝕介質(zhì)場所的漏電保護器應(yīng)采用防腐型產(chǎn)品。⑥手動閘刀開關(guān)只允許用于控制照明的電路和容量不大于5.5KW的動力電路做直接啟動；容量大于5.5kW的動力電路應(yīng)采用自動開關(guān)或降壓啟動裝置控制。4.4.5電氣裝置的設(shè)置(1)瓦斯工區(qū)照明燈具的選用，符合下列規(guī)定：①已襯砌地段的固定照明燈具，可采用EXdⅡ型防爆照明燈②開挖工作面附近的固定照明燈具，必須采用EXdⅠ型礦用防爆照明燈；③移動照明必須使用礦燈。(2)在一個工作場所內(nèi)不能只裝局部照明，照明器具和器材的質(zhì)量應(yīng)合格；不得使用絕緣老化；破損的器具和器材。(3)在正常濕度時，選用密閉型防水防塵的照明器或配有防水燈頭的開啟式照明器，在有振動的場所選用防振型照明器。(4)單相線路中，零線與相線截面相同；單相照明回路的開關(guān)箱必須裝設(shè)漏電保護器，嚴禁照明零線通過熔斷器。(5)電氣、燈具的相線必須經(jīng)開關(guān)控制，不得將相線直接引入燈具；不得把照明線路掛設(shè)在無絕緣措施的金屬物體上；移動照明導(dǎo)線應(yīng)采用電纜線。4.4.6接地與防雷安全技術(shù)要求①在施工現(xiàn)場專用的中性點直接接地的電力線路中，必須采用接零保護，電氣設(shè)備的金屬外殼必須與專用保護零線連接。②保護接零不得裝設(shè)開關(guān)或熔斷器，保護零線應(yīng)單獨設(shè)置，不作他用。③保護零線使用銅線不得小于10平方毫米，鋁芯線不得大于16平方毫米。④保護零線統(tǒng)一標(biāo)志為綠/黃雙色，在任何情況下不得使用綠/黃雙色作為負荷線。⑤施工現(xiàn)場的用電設(shè)備，處于經(jīng)過現(xiàn)場上空高壓架空電力線的屏蔽范圍內(nèi)，不單獨設(shè)避雷裝置。若出現(xiàn)用電設(shè)備在該屏蔽范圍之外，應(yīng)安裝避雷設(shè)施。避雷針長度為1~2米，可用φ16圓鋼端部磨尖。⑥避雷針保護范圍按60°遮護角防護。4.4.7備用電源由于本工程為瓦斯隧道，為了保證電網(wǎng)停電時，通風(fēng)機能正常運行往洞內(nèi)通風(fēng)，在進出口配電房各安裝一臺250kW內(nèi)燃發(fā)電機組，專門供給通風(fēng)機。在配電屏的輸出端各安裝一把倒向刀閘，保證在用內(nèi)燃發(fā)電機供電時與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)隔離，避免發(fā)生事故。內(nèi)燃發(fā)電機組安裝試機完畢后，向當(dāng)?shù)仉娏芾聿块T申報，取得使用許可，確認為合格備用電源后方可使用。4.5瓦斯隧道鉆爆作業(yè)4.5.1瓦斯隧道開挖施工方案隧道通過瓦斯段的原則：短進尺，弱爆破、強支護，勤監(jiān)測，加強通風(fēng)，快噴錨。短進尺：隧道通過煤層或油砂巖地區(qū)，因有瓦斯溢出，圍巖軟弱，應(yīng)力較大。每次開挖進尺控制在2m以內(nèi)，采用上、下微臺階開挖，臺階長度控制在5m內(nèi)。保證每次開挖面積小，瓦斯溢出量不大，開挖輪廓能夠迅速得到支護。強支護：在可能的情況下，盡量將支護加強。或者加強初期支護，或者加強二次襯砌，形成“加固圍巖，改善變形，先柔后剛，先放后抗，變形留夠，底部加強”的支護原則。勤監(jiān)測：采用“雙保險”監(jiān)測措施。即建立遙控自動化監(jiān)測系統(tǒng)與人工現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合。弱爆破：采用低爆力部份露煤震動放炮方案。瓦斯開挖時采用短進尺，弱爆破，洞內(nèi)爆破嚴格執(zhí)行“一炮三檢制”（裝藥前、放炮前、放炮后）、“三人連鎖放炮制”（放炮員、班組長、瓦檢員）。爆破采用電力起爆，并使用煤礦許用電雷管，嚴禁使用秒和半秒延期電雷管，使用煤礦許用毫秒延期電雷管，采用煤礦許用炸藥，并采用濕式鉆孔。4.5.2放炮管理(1)爆破作業(yè)必須使用煤礦許用炸藥，有突出地段安全等級不低于三級的煤礦許用的含水炸藥。不使用不合格和變質(zhì)、超期的炸藥。采用摻加了消焰劑的煤礦安全炸藥。雷管總延時時間≤130ms，使雷管延期小于瓦斯爆炸所需的感應(yīng)期，以保證不會引燃、引爆瓦斯；采用連續(xù)正向裝藥方式雷管安放在最外一節(jié)炸藥中，不得使用裸露藥包。并采取用有MA標(biāo)志的電力發(fā)爆器，瓦斯段爆破應(yīng)將隧道內(nèi)所有人員撤出洞外，在洞外爆破，并設(shè)置警戒，由專人把守。(2)打眼時采取濕式鑿巖，嚴禁干式鑿巖。(3)炮眼的深度、位置、裝藥量符合該工作面“作業(yè)規(guī)程”的要求規(guī)定，炮眼充填填滿、填實，嚴禁使用塊狀物或可燃性物質(zhì)代替炮泥充填炮眼，應(yīng)使用水炮泥和黏土炮泥充填炮眼，炮泥長度符合下列要求：眼深小于0.6m時，不得裝藥放炮；眼深為0.6～1m時，封泥長度不得小于眼深的1/3；眼深超過1m時，封泥長度不得小于0.5m；深孔爆破的封泥長度不得小于1m。(4)嚴格執(zhí)行火藥、雷管的存放、運輸管理規(guī)定，放炮員要持證上崗。(5)掌子面只準(zhǔn)一次裝藥一次放炮，有爆破作業(yè)的工作面必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢”的瓦斯檢查制度，保證放炮前后的瓦斯?jié)舛仍谝?guī)定的界限內(nèi)。(6)禁止使用明接頭或裸露的母線放炮，放炮母線連線、發(fā)爆等工作必須由專職放炮員一人操作，嚴格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度；放炮地點附近20m以內(nèi)，瓦斯?jié)舛冗_到1%時，必須停止放炮。(7)爆破器材的加工，在洞外的加工房中進行。進行爆破器材加工和爆破作業(yè)的人員，嚴禁穿化纖衣物。(8)爆破后立即進行通風(fēng)排煙，距爆破時間20min后，檢查人員進入工作面，進行以下各項檢查并妥善處理后，其他工作人員才準(zhǔn)進入工作面：有無瞎炮及可疑現(xiàn)象；有無殘余炸藥或雷管；頂板、兩幫有無松動的石塊；噴錨支護有無損壞與變形；工作面通風(fēng)狀況如何，煙塵及污染的空氣是否超標(biāo)。進入隧道的內(nèi)燃機械與車輛，應(yīng)設(shè)置尾氣凈化裝置，并加強裝運碴作業(yè)期間的通風(fēng)，加大通風(fēng)功率，做好通風(fēng)設(shè)計，保證洞內(nèi)空氣清新。4.6揭煤、防突措施及排放瓦斯4.6.1揭煤防突施工方法根據(jù)相關(guān)規(guī)定和實際施工經(jīng)驗，揭煤施工程序按照如下作業(yè)程序進行：煤層超前探測→煤與瓦斯突出危險性預(yù)測→鉆孔排放瓦斯→防突效果檢驗→石門揭煤→過石門坎→煤層掘進。1)施作超前鉆孔，探明煤層位置和瓦斯情況隧道開挖揭煤時宜采用臺階開挖。上導(dǎo)坑開挖時，掘進工作面至煤層20m(垂直距離)遠，必須打至少3個穿透煤層全厚的超前鉆孔，并進入頂(底)板不小于0.5m，詳細記錄巖芯資料，結(jié)合上導(dǎo)坑的超前鉆孔和開挖，推測煤層是否有畸變。施作超前鉆孔時直徑為108mm，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造變的復(fù)雜、巖體破碎，則必須在隧道開挖輪廓線外5m范圍內(nèi)布置一定數(shù)量的超前鉆孔，確保能準(zhǔn)確掌握煤層厚度、角度變化及瓦斯情況等。2)施作預(yù)測孔，進行煤與瓦斯突出危險性預(yù)測考慮到測定煤層瓦斯壓力要達到原始壓力值時間較長，并且單獨用瓦斯壓力并不能確切判明煤層的突出危險性，本設(shè)計揭煤前不測定瓦斯壓力，以節(jié)約施工時間。突出預(yù)測采用鉆屑指標(biāo)法為主，鉆孔瓦斯涌出初速度法為輔的方法。隧道采用上、下導(dǎo)坑法開挖，突出預(yù)測孔主要控制上、下導(dǎo)坑斷面(預(yù)測孔直徑Ф50mm)。3)防治瓦斯突出技術(shù)措施防治突出采用多排鉆孔排放或抽放。結(jié)合突出預(yù)測情況，如煤層確存在較大突出危險，可將鉆孔封孔、接抽，以達到加速和有效的消除突出危險性的目的。鉆孔控制范圍：隧道輪廓外上方7m，左右兩側(cè)6m，底部3m；鉆孔孔徑108mm，并進入底板巖層不小于0.5m。抽排半徑取1.5m。上導(dǎo)坑施作鉆孔時工作面坑底距煤層頂板垂距應(yīng)不小于5m，可由超前鉆孔確定，下導(dǎo)坑排放鉆孔需在上導(dǎo)坑排放完畢并揭煤后進行。4)瓦斯排放排放孔進行瓦斯排放時，所有洞內(nèi)掘進施工應(yīng)停止，排放15天。排放瓦斯順序：上導(dǎo)坑打排放鉆孔(坑底距煤層不小于5m)→排放瓦斯15天→揭煤穿過煤層→下導(dǎo)坑打超前鉆孔及預(yù)測孔。當(dāng)判定有突出性危險→由下導(dǎo)坑底順煤層施作扇形排放鉆孔→排放瓦斯15天→下導(dǎo)坑揭煤穿過煤層。5)防突效果檢驗瓦斯排放完成之后，上下導(dǎo)坑分別打檢查孔，用以確定瓦斯排放是否結(jié)束。檢查孔布置在揭煤端面中部，并應(yīng)位于措施孔之間，終孔位置應(yīng)位于措施孔控制范圍的邊緣線上。若煤層不具有突出危險性，則結(jié)束排放。否則視排放效果應(yīng)繼續(xù)排放或采用水力沖孔等其它措施處理。6)放炮揭開和穿過煤層通過排放效果檢驗，煤層無突出危險性后，封堵排放鉆孔。采用自進式錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固，同時安裝格柵鋼架，而后采用震動放炮揭煤。揭煤時，掘進工作面與煤層之間必須保持一定巖柱，其最小垂直厚度應(yīng)不小于1.5m。遇巖石松軟、破碎還應(yīng)增加巖柱厚度。4.6.2揭煤、防突及排放瓦斯具體設(shè)計隧道揭穿突出煤層，即隧道自頂板巖柱穿過煤層，進入底板的全部作業(yè)過程，都必須采取防治突出措施。隧道防治突出措施包含下列內(nèi)容：a、控制突出煤層層位的鉆孔布置；b、突出預(yù)測方法及預(yù)測鉆孔布置；c、防治突出技術(shù)措施；d、防治突出技術(shù)措施效果檢驗；e、安全防護措施。預(yù)測瓦斯突出危險程度指標(biāo)：a、解析指標(biāo)K1值當(dāng)f≥0.35，K1>0.4 或f<0.35，K1>0.3時，有突出危險；b、瓦斯瞬間解析壓力Pa>0.03MPa；c、鉆孔瓦斯涌出初速度qm≥4L/min；d、瓦斯壓力P≥0.74MPa 有突出危險；e、打鉆期間動力現(xiàn)象：噴孔、頂水、頂鉆、卡鉆。當(dāng)具備a或d時，有突出危險，同時具備b、c、e時，有突出危險。1)控制煤層層位的鉆孔布置在仙女巖隧道瓦斯設(shè)防段掘進過程中，必須連續(xù)施作超前鉆孔，以探明施工前方地質(zhì)情況，防止誤揭煤層。工作面掘進至距煤層20m(垂距)之前，沿隧道前進方向打一個穿透煤層全厚且進入底板不小于0.5m的前探鉆孔；在隧道工作面掘至距煤層10m(垂距)時，打三個穿透煤層全厚且進入底板不小于0.5m的前探鉆孔。所有探孔要求詳細記錄巖芯資料，以利于探明突出煤層的相對位置。若隧道工作面掘至距煤層20m(垂距)時，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造變得復(fù)雜、巖石破碎，則必須在隧道斷面四周輪廓線外5m范圍煤層內(nèi)布置一定數(shù)量的前探鉆孔，以保證能確切地掌握煤層厚度、傾角變化、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況等。2)突出預(yù)測方法及預(yù)測鉆孔布置本設(shè)計揭煤前不測定瓦斯壓力，以節(jié)約施工時間。突出預(yù)測采用鉆屑指標(biāo)法為主，鉆孔瓦斯涌出初速度法為輔的方法。1、鉆屑解吸指標(biāo)K1的測定a、鉆機一鉆進煤層就取一次鉆屑，以后每鉆進1m，取一次鉆屑作解吸指標(biāo)測定。取樣時，把秒表、篩子準(zhǔn)備好(Φ1mm的篩子在下，Φ3mm的篩子在上)。鉆孔鉆到預(yù)定深度時，用組合篩子在孔口接鉆屑，同時啟動秒表，一面取樣，一面篩分，當(dāng)鉆屑量不少于100g時，停止取樣，并繼續(xù)進行篩分。b、把篩分好的Φ1～3mm的煤樣裝入WTC瓦斯突出參數(shù)儀的煤樣杯，將盛滿煤樣的煤樣杯放入煤樣罐中，蓋好煤樣罐，將閥門轉(zhuǎn)動到煤樣罐或煤樣瓶與大氣相通的位置。c、當(dāng)秒表計時到預(yù)定時間t0(通常規(guī)定t0為1～2min)，轉(zhuǎn)動閥門使煤樣罐或煤樣瓶與測量系統(tǒng)接通、與大氣隔絕，啟動儀器開始測量鉆屑瓦斯解吸量。2、鉆孔瓦斯涌出初速度q的測定a、鉆進煤層后每鉆進1m，測定一次鉆孔瓦斯涌出初速度q。b、當(dāng)鉆孔鉆進至預(yù)定深度后，立即用秒表計時。隨后迅速拔出鉆桿，把封孔器送入孔底進行封孔。全部封孔操作應(yīng)在規(guī)定進行流量計讀數(shù)的時間以前完成。c、在封孔操作的同時，應(yīng)及時將流量計與導(dǎo)氣管口連接好，待封孔完成后即可進行測定。采用的流量計讀數(shù)為瞬時流量時，在秒表走時至2min時讀數(shù)，即為鉆孔瓦斯涌出初速度值；采用的流量計讀數(shù)為累計氣體流量時，則應(yīng)在秒表走時至1.5min時讀出流量計數(shù)值。當(dāng)秒表走時至2.5min時再讀一個流量計數(shù)值，后一數(shù)減去前一讀數(shù)即為鉆孔瓦斯涌出初速度值。兩種類型流量計，使用時只能確定一種而不能混用，以免造成較大的測量誤差。如果因封孔操作不及時等原因，測定瓦斯流量的時間已超過了規(guī)定的時間時，該測定結(jié)果不能作為判定工作面無突出危險的依據(jù)。3、突出預(yù)測指標(biāo)臨界值可根據(jù)揭煤點的實際情況，取煤樣進行實驗研究，確定鉆屑解吸指標(biāo)K1臨界值。每次揭煤都應(yīng)作好鉆屑解吸指標(biāo)K1、鉆孔瓦斯涌出初速度q及其臨界值考察?？偨Y(jié)分析，為下一次揭煤突出預(yù)測提供可靠的依據(jù)。3)防治突出技術(shù)措施防治突出技術(shù)措施采用多排鉆孔排放或條帶抽放。由于隧道開挖斷面大，為防止煤層突然揭開時大量涌出瓦斯，需實施多排鉆孔預(yù)排瓦斯。鉆孔控制范圍：隧道輪廓線外上方7m，左、右兩幫6m，底部3m。排(抽)放鉆孔孔徑90～110mm，排(抽)放半徑取1.0m。鉆孔布置見“排放孔位置布置圖”。拱頂拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤拱頂拱頂煤3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m3.5m煤層拱頂煤層拱頂煤層拱頂煤層拱頂煤層煤層煤層煤層煤層煤層煤層煤層排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線排放范圍煤排放范圍線拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層拱煤層線拱腳開煤層左左左左左左左左右右右右右右右右鉆孔排放剖面鉆孔排放平面煤煤層煤層煤層煤層70°70°70°70°煤層煤層煤層煤層剖面剖面剖面剖面平面平面平面平面圖7排放孔位置布置圖排放孔進行瓦斯排放時，所有洞內(nèi)掘進施工應(yīng)停止，排放15天。排放瓦斯順序：上導(dǎo)坑打排放鉆孔(坑底距煤層不小于5m)→排放瓦斯15天→揭煤穿過煤層→下導(dǎo)坑打超前鉆孔及預(yù)測孔。當(dāng)判定有突出性危險→由下導(dǎo)坑底順煤層施作扇形排放鉆孔→排放瓦斯15天→下導(dǎo)坑揭煤穿過煤層。4)超前支護隧道放炮揭開和穿過煤層時，為防止煤層垮落誘發(fā)突出，需采用自進式注漿錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固。注漿加固措施在排(抽)放孔實施后，放炮揭煤前實施?？刂扑淼拦安考肮澳_1米范圍，錨桿布置在隧道開挖輪廓線煤層上部0.5～0.9m，穿入煤層底板1.0m。設(shè)計每環(huán)向錨桿36根，長度4米；縱向按2米間距布置，鉆孔直徑Ф38mm，鉆孔間水平距離0.4m。5）防突措施效果檢驗執(zhí)行防治突出措施后，按突出預(yù)測相同的方法和指標(biāo)檢驗措施效果。一個效果檢驗孔布置在揭煤斷面中部，并應(yīng)位于措施孔之間；其它效果檢驗孔位于隧道上部和兩側(cè)。終孔位置應(yīng)位于措施孔控制范圍的邊緣線上。如檢驗結(jié)果的各項指標(biāo)都在突出危險臨界值以下，則認為措施有效；反之，認為措施無效，必須補充防治突出措施，再進行效果檢驗。直至措施有效，方可放炮揭煤。6）放炮揭煤及穿過煤層爆破設(shè)計通過排放效果煤層無突出危險性后，封堵排放鉆孔，采用自進式錨桿對開挖輪廓外巖體進行超前注漿加固，同時安裝格柵鋼架，而后采用震動放炮揭煤。揭煤時，掘進工作面與煤層之間必須保持一定巖柱，其最小垂直厚度應(yīng)不小于1.5m，遇巖石松軟、破碎，還應(yīng)增加巖柱厚度。采用“低爆力震動放炮部分露煤揭石門”方法。7）安全防護措施采取的主要安全防護措施有：遠距離爆破、安裝壓風(fēng)自救器或隔離式自救器、設(shè)置避難所或安全躲避地點、進行爆破或其他容易導(dǎo)致突出的工序時回風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置禁區(qū)、瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測瓦斯和瓦斯超限切斷電源、使用防爆電氣、石門揭煤時采用金屬骨架、震動性爆破、設(shè)置金屬擋欄等。同時，對發(fā)生突出后的突出孔洞及時進行處理。8）瓦斯抽放設(shè)計仙女巖隧道為低瓦斯隧道，施工中如果有突出危險，則須進行瓦斯排放或抽放。若需抽放瓦斯，瓦斯抽放設(shè)計可委托有資質(zhì)的單位作專項設(shè)計4.7瓦斯隧道火源控制4.7.1防止明火措施(1)防靜電(2)防撞擊火花(3)機械摩擦火花(4)禁止在洞口、通風(fēng)機房周圍20m以內(nèi)使用明火、吸煙及用火爐取曖。(5)嚴禁攜帶煙草、點火物品和穿化纖衣服進洞；嚴禁攜帶易燃品進隧道，必須帶入隧道的易燃品要經(jīng)總工程師批準(zhǔn)。(6)隧道內(nèi)禁止使用電爐或燈炮取暖。(7)不得在隧道內(nèi)和洞口洞內(nèi)從事焊接作業(yè)。(8)嚴禁在隧道內(nèi)存放汽油、煤油、變壓器油等。(9)防止煤炭氧化自燃，加強火區(qū)檢查與管理，定期采樣分析，防止復(fù)燃。(10)在隧道中設(shè)置消防器材和消防設(shè)施。4.7.2防止出現(xiàn)爆破火焰措施⑴隧道爆破作業(yè)，必須使用三級煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管，不合格或變質(zhì)的炸藥不準(zhǔn)使用。⑵瓦斯工區(qū)鉆孔爆破作業(yè)按下列規(guī)定操作：①開挖工作面附近20m風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?.5%；②必須采用濕式鉆孔；③炮眼深度不小于0.6m；④爆破地點20m內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛刃∮?.5%；⑤爆破地點20m內(nèi)，機械、碎石、洞碴等物體阻塞開挖斷面不大于1/3；⑥通風(fēng)風(fēng)量足，風(fēng)向穩(wěn)；⑦炮眼內(nèi)煤、巖粉清除干凈；⑧禁止使用明接頭或裸露的爆破母線；爆破母線與發(fā)爆器的聯(lián)結(jié)要牢固，防止產(chǎn)生電火花；(4)防放炮火花：使用水炮泥或粘土炮泥封孔密實不漏氣，嚴禁使用煤粉、塊狀材料、水泥袋紙和其它可燃性材料堵炮眼。4.7.3防止出現(xiàn)電火花措施專職電工負責(zé)隧道的電路及電器設(shè)備安設(shè)，電路、電器的安裝，具體如下：(1)給洞內(nèi)供電采用專用變壓器，并取消變壓器的中性點接地，洞內(nèi)動力電采用380V，照明電采用127V。(2)洞內(nèi)照明采用礦用隔爆型照明信號綜合裝置ZBZ-4KW380/133V，二襯工區(qū)采用礦用隔爆型白熾燈127V/60W，開挖面照明采用礦用隔爆型投光燈127V/175W。(3)洞內(nèi)的所有電力均從瓦電閉鎖開關(guān)下接入。(4)隧道內(nèi)的輸送泵因其功率相當(dāng)大，采用專線供電。(5)隧道內(nèi)使用的移動電力設(shè)備(電鋸、電錘、搗固器等)使用礦用隔爆型插銷開關(guān)連接。(6)固定敷設(shè)的電纜采用不延燃橡套電纜；移動式或手持式電氣設(shè)備采用不延燃橡套電纜；開挖面采用銅芯不延燃電纜。(7)電纜按規(guī)定敷設(shè)。⑻電纜與電氣設(shè)備連接，使用與電氣設(shè)備的防爆性能接線盒BHDZ。電纜芯線使用線鼻子與電氣設(shè)備連接。(9)禁止高壓饋電線路單相接地運行，當(dāng)發(fā)生單向接地時，立即切斷電源。低壓饋電線路上，必須裝設(shè)能自動切斷漏電線路的檢漏裝置，本隧道采用礦用隔爆型檢漏繼電器JY-82型。(10)通信線路在隧道洞口處裝設(shè)KHX90通訊線路避雷器。(11)隧道電氣設(shè)備的金尾外殼、構(gòu)架等，都必須有保護接地，其接地電阻值滿足要求。(12)凡容易碰到的、裸露的電氣設(shè)備及其帶動機械外露的傳動和轉(zhuǎn)動部分，都必須加裝護罩或遮欄。(13)瓦斯工區(qū)內(nèi)的電氣設(shè)備不大于額定值運行。(14)瓦斯工區(qū)內(nèi)的低壓電氣設(shè)備，嚴禁使用油斷路器、帶油的起動器和一次線圈為低壓的油浸變壓器。(15)隧道內(nèi)高壓電網(wǎng)的單相接地電容電流不大于20A。(16)瓦斯工區(qū)內(nèi)禁止高壓饋電線路單相接地運行，當(dāng)發(fā)生單向接地時，立即切斷電源。低壓饋電線路上，必須裝設(shè)能自動切斷漏電線路的檢漏裝置。(17)高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)內(nèi)的局部通風(fēng)機和開挖工作面的電氣設(shè)備，必須裝設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置。當(dāng)局部通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，立即自動切斷局部通風(fēng)機供風(fēng)區(qū)段的一切電源。(18)為了防止雷電波及隧道內(nèi)引起瓦斯爆炸，必須遵守規(guī)定。第5章、瓦斯隧道施工的有關(guān)專項要求5.1瓦斯工區(qū)鉆孔作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)壓入式通風(fēng)機必須裝設(shè)在洞外或洞內(nèi)新