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文檔簡介
UDC中華人民共和國行業(yè)標準TBPTB10120-20XX鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范Technicalcodeforrailwaytunnelwithgas(征求意見稿)20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施國家鐵路局發(fā)布中華人民共和國行業(yè)標準鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范Technicalcodeforrailwaytunnelwithgas(征求意見稿)TB10120-20XX主編單位:中鐵二院工程集團有限責任公司批準部門:國家鐵路局施行日期:20XX年XX月XX日中國鐵道出版社20XX年北京前言本規(guī)范是根據(jù)國家鐵路局印發(fā)的《國家鐵路局2015年鐵路工程建設標準編制計劃》(國鐵科法函〔2015〕62號)、國家鐵路局“行業(yè)標準(2014)第2號”合同、中國鐵路總公司轉發(fā)國家鐵路局《關于下達全面修編鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范任務書的通知》要求,結合近年鐵路瓦斯隧道設計、施工經(jīng)驗,對《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》(TB10120-2002)進行全面修編而成。根據(jù)修編內(nèi)容,本規(guī)范重新擬定了章節(jié),共分為16章,包括:總則,術語,基本規(guī)定,勘察與設計規(guī)劃,瓦斯設防結構體系設計,建筑材料,運營通風、機電及監(jiān)控系統(tǒng)設計,超前地質(zhì)預報,鉆爆作業(yè)及支護,揭煤防突,施工通風及瓦斯檢測,施工電氣設備及機械,施工安全管理及事故處理,風險管理,質(zhì)量檢驗及工程驗收,運營管理及維護;另有14個附錄。本規(guī)范修編的主要內(nèi)容有:1.針對勘察設計、建設等不同階段的主要任務和掌握的瓦斯地質(zhì)信息不同,將瓦斯隧道重新進行了分類,分為微瓦斯至突出等四類隧道,前期設計規(guī)劃階段可分為低瓦斯隧道、高瓦斯、及煤與瓦斯突出三類隧道;2.明確了瓦斯隧道類型、瓦斯工區(qū)、瓦斯區(qū)段的基本定義及關系。3.參照近年煤礦相關規(guī)范、規(guī)定的變化,結合煤礦揭煤、防突施工工法工藝的更新和技術進步,增加了防突設計、施工的內(nèi)容;明確了對具有煤與瓦斯突出危險的煤層必須實施超前綜合防突和掌子面綜合防突措施。4.本規(guī)范對煤與瓦斯參數(shù)的測定方法均源于煤礦系統(tǒng)的多年成功經(jīng)驗和行之有效的方法,也有其行業(yè)規(guī)范作為技術支撐,故本規(guī)范將這些內(nèi)容盡量納入。當煤礦系統(tǒng)以規(guī)程、規(guī)定對這些方法進行修改和優(yōu)化升級時,本規(guī)范相關內(nèi)容應響應執(zhí)行。5.增加了施工中防煤塵爆炸、防煤層自燃的相關內(nèi)容。6.增加了瓦斯隧道建設各階段風險評估的內(nèi)容。7.結合近年大量的鐵路瓦斯隧道設計施工經(jīng)驗,納入了施工機械選擇、施工通風、瓦斯檢測、監(jiān)測及瓦斯安全管理等行之有效的相關內(nèi)容;增加了超前地質(zhì)預測預報的相關內(nèi)容。8.取消了原規(guī)范中根據(jù)噸煤瓦斯含量、瓦斯壓力將瓦斯地段等級分為一、二、三級并相應確定襯砌防瓦斯措施的做法;本規(guī)范根據(jù)實際地段瓦斯壓力這一瓦斯?jié)B透的關鍵因素,以隧道內(nèi)允許瓦斯?jié)舛茸鳛檫\營安全的基本要求,在設計中采取防瓦斯結構及措施體系中的組合措施,實現(xiàn)瓦斯設防的目的;因地制宜地采用瓦斯排放、封閉和通風措施,拓展了采取綜合技術措施和新技術的空間。相關條文說明中按常見的瓦斯環(huán)境給出了瓦斯設防結構體系的設計建議,供參考。9.調(diào)整了瓦斯隧道結構設計、瓦斯隔離措施設計的相關內(nèi)容和要求,增加了瓦斯引排措施設計、有關隧道襯砌結構工作環(huán)境維護的要求。依據(jù)復合式襯砌結構及建筑材料的工作特性,調(diào)整了初期支護中噴混凝土厚度不小于15cm的規(guī)定;結合瓦斯賦存條件和運營安全,提出了瓦斯設防段的組成及設防長度的要求,并補充了二次襯砌的抗裂要求及措施。10.在條文說明中增加了不同瓦斯賦存環(huán)境下,建筑材料透氣系數(shù)與襯砌厚度選擇的理論分析及設計參數(shù)。11.增加了瓦斯隧道附屬洞室設置的內(nèi)容;結合輔助坑道的使用功能,補充完善了輔助坑道的設置要求。12.調(diào)整了瓦斯隧道運營期間瓦斯檢測要求,明確了高速鐵路瓦斯隧道運營機械通風設置的基本模式。13.明確了不同瓦斯賦存條件、不同長度瓦斯隧道施工通風的基本模式。14.調(diào)整了隧道作業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量標準,摒棄了以往隧道內(nèi)空氣中氧含量以海平面空氣氧濃度為標準的不切實際作法;確定了不同海拔高度隧道內(nèi)空氣中氧含量最低限值和高海拔區(qū)域內(nèi)隧道內(nèi)空氣中補充氧氣標準。15.增加了運營管理維護的基本要求。16.根據(jù)鐵路隧道設計、施工特點及工作習慣,本規(guī)范對原《規(guī)范》中直接借用的煤礦專業(yè)術語進行了移植,如:石門、區(qū)域綜合防突措施、局部防突措施等,采用隧道用語進行表述。17.增加了附錄M高分子卷材透氣性系數(shù)測試方法,利于瓦斯隔離層的設計、施工選用。補充完善了其他附錄的內(nèi)容。本規(guī)范修編過程中參考、借用了《煤礦安全規(guī)程》、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》相關內(nèi)容,故該規(guī)范使用過程中應關注其內(nèi)容的調(diào)整;對于煤與瓦斯有關參數(shù)的測定等多來自煤礦行業(yè)規(guī)范、規(guī)程;當這些規(guī)范、規(guī)程相關規(guī)定有所調(diào)整時,本規(guī)范相關內(nèi)容應相應調(diào)整。本規(guī)范以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執(zhí)行。本規(guī)范由國家鐵路局科技法制司負責管理和對強制性條文的解釋,由中國鐵路總公司建設部負責日常管理工作,由標準管理所負責具體技術內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行本規(guī)范過程中,希望各使用單位結合工程實踐,認真總結經(jīng)驗,注意積累資料。如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之處,請及時將意見和有關資料寄交中鐵二院工程集團有限責任公司技術中心(地址:四川省成都市通錦路3號郵政編碼:610031),并抄送中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院(地址:北京市海淀區(qū)北蜂窩路乙29號郵政編碼:100038)和國家鐵路局科技與法制司(地址:北京市海淀區(qū)復興路6號郵政編碼:100891),供今后修訂時參考。主編單位:中鐵二院工程集團有限責任公司參編單位:中國鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院、成貴鐵路有限公司、中鐵一局集團有限公司、中鐵五局集團有限公司、中鐵十二局集團有限公司、中鐵十九局集團有限公司主要起草人:高楊楊昌宇蔣良文王科朱勇鄭偉卿偉宸王喚龍?zhí)七M才李敬鄭杰元李濟良范圣明范培東敬洪武李小兵薛斌奐炯睿汶文釗張艷飛張超彥楊德剛屈子財段會岳參加審查人員:主要審定人:
目次1總則 附錄A煤的性質(zhì)A.1煤的變質(zhì)A.1.1煤的變質(zhì)程度及順序為褐煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤,一般可劃分:1、為低變質(zhì)煤(褐煤、氣煤)2、中變質(zhì)煤(肥煤、焦煤、瘦煤)3、高變質(zhì)煤(貧煤、無煙煤)A.1.2隨著變質(zhì)程度的增強,煤生成瓦斯量逐漸增加、吸附瓦斯能力也逐漸加強。變質(zhì)過程瓦斯生成量:褐煤約68m3/t、肥煤約230m3/t、瘦煤約330m3A.2構造煤分類A.2.1原生結構煤:未遭受構造破壞或構造破壞輕微的煤層稱為原生結構煤或完整煤A.2.2構造煤:經(jīng)受強烈或較強烈構造作用變形的煤稱為構造煤,根據(jù)煤層的破壞程度又可分為:1、碎裂煤構造變形較輕、原生結構可見、具有密集裂隙、切割成碎塊狀、塊體間錯動較小2、碎粒煤經(jīng)過強烈錯動及擠壓作用、原生結構強烈破壞、構造鏡面發(fā)育、碎裂成粒狀、主要粒徑在1mm以上3、糜掕煤經(jīng)過特別強烈的構造作用、原生結構完全破壞、已碎裂成粒徑1mm以下的細?;蚍哿!⒋嬖诿毫5亩ㄏ蚺帕鞋F(xiàn)象且具有鏡面及鱗片結構。A.2.3軟分層(煤):成煤后,在構造應力作用下形成的層間剪切帶,具有強度低、松散易碎(手捻即成碎屑或粉狀),其孔隙率及比表面積遠大于原生結構煤。A.3煤的灰分A.3.3煤的灰分是指煤完全燃燒后殘留物的產(chǎn)率,是煤炭質(zhì)量的一個重要指標;分為內(nèi)在灰分和外在灰分,前者為成煤過程中混入的礦物雜質(zhì),后者為煤炭在開采、運輸、儲存過程中混入的礦物雜質(zhì)。A.4煤的透氣性A.3.4煤的透氣性是在壓力差作用下,煤層氣在煤層中流動的難易程度;我國采煤業(yè)用煤的透氣性系數(shù)λ定量表示,單位為:m2/Mpa2.d或mD(毫達西)或m2/Mpa.d,換算關系為:1mD=8.4m2/Mpa.d=42m2/Mpa2.d。中國礦業(yè)大學在總結了已有煤層透氣性系數(shù)測定方法基礎上,根據(jù)煤層瓦斯流量理論提出了新的煤層透氣性系數(shù)測定方法,該方法包括:巷道單向流量法測定煤層透氣系數(shù)、鉆孔徑向法測定煤層透氣性和球向流量法測定煤層透氣系數(shù)。煤的透氣性處煤體本身的結構因素外,煤層透氣性受瓦斯壓力、地應力影響。在瓦斯壓力不變時,地應力的增加,滲透率下降很快,當?shù)貞υ黾拥侥骋恢岛?,透氣性系?shù)下降速率變緩;在卸載過程中,煤樣的透氣性并不是隨地應力的逐漸降低而增加,地應力下降至某一定值后,煤體透氣性驟然增加;因此,地應力是煤體透氣性的關鍵影響因素。煤體的透氣性地應力不變的條件下,隨著瓦斯壓力增大,煤體透氣性逐漸降低,除克林伯格效應外,瓦斯壓力增大降低了煤體的滲透容積,導致透氣性降低,因此,降低煤體瓦斯壓力內(nèi)能可有效地增加煤體透氣性。A.5煤的破壞類型表A.5煤的破壞類型分類煤性破壞類型光澤構造與構造特征節(jié)理性質(zhì)節(jié)理面性質(zhì)斷口性質(zhì)手試強度完整及較完整煤=1\*ROMANI類煤(非破壞型)亮與半亮層狀或塊狀構造,條帶清晰明顯一組或二三組節(jié)理,系統(tǒng)發(fā)達,有次序有充填物(方解石等)次生節(jié)理面很少,節(jié)理、劈理面平整參差階狀,貝狀,波浪狀堅硬,用手難以掰開,f>1完整及較完整煤=2\*ROMANII類煤(破壞煤)亮與半亮1、尚未失去層狀,較有次序2、條帶明顯,有時扭曲,有錯動3、不規(guī)則塊狀,多棱角4、有擠壓特征次生節(jié)理面多,且不規(guī)則,與原生節(jié)理呈網(wǎng)狀節(jié)理節(jié)理面有擦紋、滑皮,節(jié)理面平整,易掰開參差多角用手極易剝成小塊,中等硬度,f=0.5~1構造煤(軟分層煤)=3\*ROMANIII類煤(強烈破壞煤)半亮與半暗1、彎曲呈透鏡體構造2、小片狀構造3、細小碎塊,層理較紊亂無次序節(jié)理不清,系統(tǒng)不發(fā)達,次生節(jié)理密度大有大量擦痕參差及粒狀用手捻之成粉末、碎粒,f=0.3~0.4.構造煤(軟分層煤)=4\*ROMANIV類煤(粉碎煤)暗淡粒狀或小顆粒膠結而成,形似天然煤團無節(jié)理,成黏塊狀粒狀用手捻之可成末,f=0.2~0.3構造煤(軟分層煤)=5\*ROMANV類煤(全粉煤)暗淡1、土狀構造,似土質(zhì)煤2、如斷層泥狀土狀易捻成粉末,疏松,f<0.2A.6煤層及構造與瓦斯突出的關系A.6.1成煤建造特征與突出的關系1、突出煤層多位于二疊系地層,少數(shù)位于侏羅系地層,極少位于石炭系地層。2、突出礦井多位于區(qū)域地質(zhì)構造復合部位。3、突出煤層多位于細碎屑巖及泥巖所占比例較大的煤系地層中,其頂、底板多為透氣性較差、對瓦斯封閉性較好的泥巖、粉系砂巖及頁巖。4、突出煤層的聚煤古地理環(huán)境多為濱海平原型,巖層多為海陸交替相;其巖層、巖相和煤層層位在構造走向上較為穩(wěn)定,煤層常被灰?guī)r等致密巖層覆蓋。5、突出煤層所位于的煤系地層厚度一般較非突出煤層所處煤系地層厚度大,含煤性好(含煤層數(shù)多、煤層厚度大、含煤系數(shù)高)。6、突出煤層所處區(qū)域水文地質(zhì)條件相對簡單,礦井涌水量較小。A.6.2地質(zhì)構造特征與突出的關系1、褶皺:煤與瓦斯突出多發(fā)于褶皺強烈地帶或緊密褶皺部位、牽引褶皺部位;不協(xié)調(diào)褶皺、層間滑動或?qū)娱g揉皺發(fā)育地帶;向斜軸部、背斜的傾伏端、背斜中性面以下部位。2、斷層:張性斷層突出可能較小或不突出。壓性或壓扭性斷層瓦斯含量高、壓力大,突出危險性大;但其斷層帶附近瓦斯壓力和含量相對較小,在距斷層帶一定距離瓦斯壓力及含量增加并存在較高峰值,是突出的高發(fā)區(qū)。3、煤層厚度:煤層厚度變化大的煤層,突出危險性較煤層厚度穩(wěn)定的煤層大,煤包及煤層分岔等厚度急劇變化處是特別易突部位A.6.3影響煤與瓦斯突出的主要地質(zhì)因素1、煤系地層(區(qū)域)地質(zhì)構造條件及煤體結構特征,這是煤與瓦斯突出的地質(zhì)背景。構造越復雜,瓦斯突出的可能性越大。2、煤層瓦斯參數(shù),這是煤與瓦斯突出的物質(zhì)基礎。決定煤與瓦斯突出的瓦斯參數(shù)為與煤的變質(zhì)程度相關的瓦斯生成量、與煤系地層封閉瓦斯條件和煤變質(zhì)程度相關的瓦斯含量及壓力。瓦斯含量愈大,突出強度及瓦斯涌出量愈大;瓦斯壓力愈高,突出危險性愈大、突出強度愈大。3、所處區(qū)域的地應力條件,這是煤與瓦斯突出的動力條件。地應力大則瓦斯突出的危險性增大,突出的規(guī)模相應較大。4、煤的灰分愈大突出危險性愈小、突出強度愈小。(灰分大則降低了煤對瓦斯的吸附能力,增加了煤的強度、降低了煤的透氣性能)。5、煤的透氣性:透氣性低的煤層較透氣性高的煤層易發(fā)生突出,煤層發(fā)生突出的透氣性系數(shù)臨界值為0.1m2/atm2.d(9.74m2/MpaA.6.4在地應力和二氧化碳(瓦斯)壓力的作用下,破碎巖石與二氧化碳(瓦斯)、破碎煤體與二氧化碳突然噴出到隧道空間的現(xiàn)象稱為巖石與二氧化碳(瓦斯)突出或煤與二氧化碳突出;其判定、鑒定方法可參照煤與瓦斯突出的鑒定方法執(zhí)行,但突出隧道的鑒定依據(jù)只能是依據(jù)動力現(xiàn)象的實際情況。巖石與二氧化碳(瓦斯)突出的基本特征如下:1、在砂巖中進行爆破時,在炸藥直接作用范圍外,發(fā)生破碎的巖石被拋出的現(xiàn)象。2、有突出危險的砂巖巖層松軟,呈片狀、碎屑狀,其巖芯呈凹凸片狀,并具有較大的孔隙率和二氧化碳(瓦斯)含量。3、突出的砂巖中,含有大量的砂粒和粉塵。4、隧道內(nèi)二氧化碳(瓦斯)涌出量增大,并有明顯的動力效應。5、在巖體中形成空洞。
附錄B施工瓦斯自動監(jiān)控報警與斷電系統(tǒng)B.1自動監(jiān)控系統(tǒng)B.1.1工作原理自動監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心站、分站、輸入、輸出設備構成。監(jiān)控中心站與分站之間通信,接收分站內(nèi)的信息,可以對分站發(fā)出指令。對接收的信息進行處理、顯示、報警。通過外圍設備可以將信息進行打印、上傳、發(fā)送等。分站接收由輸入設備采集到的信號,通過邏輯變換,輸出控制信號,通過斷電器對控制對象進行通、斷電控制。系統(tǒng)原理如圖B.0.1所示。系統(tǒng)通過在洞內(nèi)安裝的瓦斯傳感器、風速傳感器、一氧化碳傳感器、煙霧傳感器等測定洞內(nèi)瓦斯參數(shù),并將此信息回饋主控計算機分析處理,對洞內(nèi)瓦斯、風速、風量和主要風機實施風電瓦斯閉鎖及風量控制,瓦斯超標自動進行洞內(nèi)傳感器和洞外監(jiān)控中心自動聲光報警,再通過設備開停傳感器、饋電斷電器對被控設備自動斷電。系統(tǒng)可及時準確地對洞內(nèi)各工作面的瓦斯狀況進行24小時全方位監(jiān)控。圖B.1.1瓦斯隧道自動監(jiān)控系統(tǒng)原理圖B.1.2自動監(jiān)控系統(tǒng)的組成系統(tǒng)包括主控計算機、洞內(nèi)分站、高濃度瓦斯傳感器、低濃度瓦斯傳感器、風速傳感器、遠程斷電儀、報警器、設備電源和備用電源、電纜、防雷設施等。B.2傳感器的布置B.2.1瓦斯傳感器在開挖工作面迎頭及距開挖工作面20m回風流處、模板臺車前后、橫通道、巷道式通風的回風巷、局部通風機附近、錯車帶、洞內(nèi)變壓器集中安設處或機電設備洞室的進風側應設置瓦斯傳感器。B.2.2風速傳感器安裝在距開挖工作面20m回風流處、防水板臺車處、已襯砌地段回風流處、巷道式通風回風巷等主要測風站。B.2.3一氧化碳傳感器、溫度傳感器在煤層易自燃或有煤塵爆炸危險的瓦斯工區(qū)地段,應設置一氧化碳傳感器和溫度傳感器。模板臺車前應布置溫度傳感器。B.2.4設備開停傳感器、饋電狀態(tài)傳感器瓦斯工區(qū)使用的主通風機、局部通風機應設置設備開停傳感器。主要風門應設置風門傳感器。被控設備開關的負荷側應設置饋電狀態(tài)傳感器。B.2.5根據(jù)傳感器的數(shù)量及種類按控制要求,配置遠程斷電儀。B.2.6在滿足上述要求的情況下,結合工程實際情況可調(diào)整增加各種傳感器的種類和數(shù)量。B.3自動監(jiān)控系統(tǒng)的安裝B.3.1洞口主控計算機監(jiān)控中心洞口主控計算機監(jiān)控中心機房設置在隧道進口、出口安全位置處,機房基本環(huán)境應符合《電子計算機場地通用規(guī)范》(GB28872)的要求,在動力、溫度、防塵、防靜電、防雷擊等方面采取措施滿足相應的指標要求。機房設專用配電箱,使用前對電源進線檢測,滿足供電電壓和頻率偏移要求。采用雙路兩級穩(wěn)壓電壓供電,第一級為交流穩(wěn)壓器供一臺UPS及其它計算機外設,第二級為UPS,其輸出主要供主控計算機,UPS供電時間不少于10min。B.3.2洞內(nèi)分站分站應安裝在系統(tǒng)維護人員易于觀察、調(diào)試、檢修、維護的位置,同時應遠離可燃物、雜物等、無滴水積水、方便安裝。洞內(nèi)分站安裝時墊支架,支架間距距離地面不小于300mm并可靠接地,接地電阻小于2歐。設專用配電箱,使用前對電源進線檢測,分站電源箱所接入的動力電纜及控制電纜,應與所配密封圈相匹配。接線端子與外接電壓等級應相符。B.3.3瓦斯斷電儀和瓦斯風電閉鎖裝置裝設瓦斯斷電儀和瓦斯風電閉鎖裝置的監(jiān)控系統(tǒng),遠程斷電使用1.5mm2電纜,分站到被控開關距離應小于30m,嚴禁使用DW系列開關作為被控開關,被控開關應使用磁力防爆開關,在斷電安裝完成后,應在隧道內(nèi)用1%的標準氣樣檢測是否正常斷電。獨立的聲光報警箱懸掛位置應滿足報警聲能讓附近的人聽到的要求。B.3.4阻燃專用傳輸電纜。監(jiān)控中心機房到工區(qū)內(nèi)的通訊電纜應選用鎧裝電纜、不延燃橡套電纜或礦用塑料電纜。各設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,應用螺釘壓接,不得采用電纜芯線導體直接搭接或繞接。接線盒應使用防爆型。電纜線多路同向延伸布設時,可將其綁扎成束,固定在隧道洞壁上,支撐點間距不得大于3m,與電力電纜的間距不得小于0.5m,以防電磁干擾。B.3.5傳感器安裝所有傳感器的安裝應充分考慮吊點、支撐及卡固強度、傳感器接線走向及固定等。安設點應保證傳感器位于系統(tǒng)維護人員易于觀察、調(diào)試、檢修、維護的位置,傳感器前后無障礙物,并確保安裝點無滴水、積水。1)甲烷傳感器宜自由懸掛在拱頂以下20cm處,其迎風流和背風流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。工作面迎頭安裝的瓦斯傳感器距離工作面不大于5m。洞口瓦斯傳感器距離洞口20-50m之間。用于監(jiān)測局部通風機進風流的瓦斯傳感器除滿足上述要求外,還應考慮安裝在典型的進風流中。2)風速傳感器安裝在主要測風站處,安裝點前后10m內(nèi)無分支風流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準確檢測和計算測風斷面平均風速、風量的位置。隧道拱頂應干燥、無明顯淋水,不影響行人和行車。傳感器探頭風流指向與風流方向應一致,偏角不得大于5度。吊掛時必須固定,傳感器不得左右搖擺。3)一氧化碳傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器應垂直懸掛在隧道拱頂上部,并不影響行人和行車,方便安裝、維護工作。4)對設風門的瓦斯工區(qū),應安裝風門傳感器,在滿足上述通用要求基礎上,根據(jù)風門的結構現(xiàn)場固定。5)設備開、停傳感器主要用于監(jiān)測瓦斯工區(qū)內(nèi)機電設備(如主風機、局部通風機、水泵等)的開停狀態(tài)。安裝時將本安電源及輸出信號與系統(tǒng)電源及信號輸入口對應接線正確,在負荷電纜上按傳感器調(diào)整要求尋找合適的位置卡固好傳感器即可正常工作。B.4瓦斯自動監(jiān)測報警斷電裝置的安設要求B.4.1巷道式通風時,瓦斯自動監(jiān)測報警斷電裝置探頭布置可按圖B.0.4-1進行。(a)雙線分修隧道(b)平導與正洞:局部通風機;eq\o\ac(○,T1)、eq\o\ac(○,T2)、eq\o\ac(○,T3)、eq\o\ac(○,T4):瓦斯探頭;:風門圖B.4.1 巷道式通風瓦斯自動監(jiān)測傳感器布置斷電濃度:Tl≥0.5%;T2≥1.5%;T3≥0.75%;T4≥1.0%。斷電范圍:Tl:局部通風機及其供風坑道中的全部電氣設備;T2:開挖工作面及其附近20m內(nèi)全部電氣設備;T3:總回風道中及開挖工作面和進風道中全部電氣設備;T4:二次襯砌臺車至開挖工作面之間的全部電氣設備。B.4.2壓入式通風時,瓦斯自動監(jiān)測報警斷電裝置探頭布置可按圖B.0.4-2進行。圖B.4.2 壓入式通風瓦斯自動監(jiān)測傳感器布置斷電濃度:T1≥1.5%;T2≥1.0%;T3≥0.75%。斷電范圍:Tl:開挖工作面及其附近20m內(nèi)全部電氣設備;T2:二次襯砌臺車至開挖工作面之間的全部電氣設備;T3:已襯砌地段的全部電氣設備。B.5甲烷傳感器(便攜儀)的設置地點、報警、斷電、復電濃度和斷電范圍表B.5甲烷傳感器(便攜儀)的設置地點、報警、斷電、復電濃度和斷電范圍設置地點報警濃度/%斷電濃度/%復電濃度/%斷電范圍開挖工作面≥1.0≥1.51.0掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備開挖工作面回風流中≥1.0≥1.01.0掘進巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備進風巷≥0.5≥0.50.5工作面及其進、回風巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備回風巷及總回風巷≥0.75——掘進機、錨桿鉆機、梭車≥1.0≥1.51.0掘進機、錨桿鉆機、梭車電源使用架線電機車運輸?shù)难b煤點處≥0.5≥0.50.5裝煤點處上風流100m內(nèi)及其下風流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設備礦用防爆型蓄電池電機車≥0.5≥0.50.5機車電源礦用防爆型柴油機車、無軌膠輪車≥0.5≥0.50.5車輛油路和電源封閉的帶式輸送機地面走廊內(nèi),帶式輸送機滾筒上方≥1.5≥1.51.5帶式輸送機地面走廊內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設備地面瓦斯抽采泵房內(nèi)≥0.5隧道內(nèi)臨時瓦斯抽采泵站下風側柵欄外≥1.0≥1.01.0瓦斯抽采泵站電源B.6瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)的驗收、維護和管理B.6.1瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)應有具有國家授權生產(chǎn)資質(zhì)的單位提供,并負責系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、驗收、維護等工作,符合國家有關瓦斯監(jiān)測監(jiān)控標準及技術相關要求。B.6.2瓦斯工區(qū)施工期間,應成立專門的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)使用、維護及維修中心,設置經(jīng)安全培訓并考核合格的監(jiān)控人員。B.6.3瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)安裝后應進行驗收,每月對監(jiān)控系統(tǒng)進行定期檢查、校正。甲烷傳感器等采用載體催化元件的檢測元件,每7天應使用校準氣樣和空氣樣調(diào)校1次。7天應對對甲烷超限斷電功能進行測試。
附錄C瓦斯的性質(zhì)和判定C.0.1瓦斯的組分有差異,其主要氣體的基本性質(zhì)如表C01.1表C.0.1瓦斯主要組分的基本性質(zhì)表項目甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8一氧化碳CO硫化氫H2S二氧化碳CO2氮氣N2二氧化硫SO2分子量16.04230.0744.0928.0134.0844.0128.01364.06密度(kg/m3)0.71681.3621.251.541.981.162.551對空氣比重0.55451.051.550.971.171.530.9672.264沸點K(101.3kpa)111.3184.7230.883211.2194.577.35爆炸下限(%)(293K、101.3kpa)532.112.54.3爆炸上限(%)(293K、101.3kpa)1512.59.3574.245.5最高發(fā)熱量(MJ/m3)37.1164.5398.6111.8623.5最低發(fā)熱量(MJ/m3)58.9388.9611.8621.63C.0.2煤與瓦斯突出、傾出、壓出等動力現(xiàn)象如表C01.2:表C.0.2瓦斯動力現(xiàn)象分類煤與瓦斯突出煤與瓦斯傾出煤與瓦斯壓出巖石與瓦斯突出瓦斯噴出作用速度發(fā)展迅速,瞬時發(fā)動發(fā)展較緩慢,在幾秒或幾分鐘完成發(fā)展緩慢動力效應明顯甚至非常強大的;突出煤體向外拋出,距離可達數(shù)米至數(shù)百米無明顯的破壞動力效應。傾出煤體按自然安息角堆積;無分選現(xiàn)象無明顯的動力效應,煤不拋出瓦斯量大量噴出、涌出瓦斯量不大,但巷道內(nèi)瓦斯量明顯增加瓦斯涌出量小100突出煤體特征破碎程度高,含大量粉煤,手捻無粒感以碎煤為主,較少見煤粉整體性較好,產(chǎn)生大量破裂裂隙,煤呈塊狀突出口特征形成突出口,口小腔大工作面垮塌、變形工作面整體位移C.0.3煤塵爆炸性的判定按照(式B-1)進行計算、分析:VA=Vdaf/(100-Ad-Mad)×100%(式B-10)式中:VA--煤塵爆炸性指數(shù),當其大于20%時,煤塵具有爆炸危險性。Vdaf--浮煤揮發(fā)分Ad--原煤灰分Mad--原煤水分C.0.4煤層瓦斯壓力測定方法煤層瓦斯壓力的測定可采用專用的機械裝置測壓、液體測壓、水泥砂漿封孔測壓及黏土測壓等方法,采用黏土測壓法時,可按下列步驟進行:1、在測壓鉆孔內(nèi)插入帶有壓力表接頭的紫銅管,管徑為6~8mm,長度不小于7m。2、將特制的柱狀黏土(含自然水分經(jīng)炮泥機擠壓成型的炮泥)送入孔中,柱狀黏土末端距紫銅管末端0.2~0.5m,每次送入0.3~0.5m,用炮棍搗實。3、每堵1m黏土柱打入一個木塞,木塞直徑小于鉆孔直徑10~15mm;打入木塞時應保護紫銅管,防止折斷。4、在孔口0.5~1m處用水泥砂漿封堵;經(jīng)24h砂漿凝固后,安裝壓力表測壓,并詳細記錄壓力上升與時間的關系,直到壓力穩(wěn)定為止。穩(wěn)定后的壓力即為煤層瓦斯壓力。C.0.5煤層自燃傾向性的鑒定1992年版《煤礦安全規(guī)程》執(zhí)行規(guī)定采用吸氧法,即“雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法”,按表C01-5確定C.0.5煤層自燃傾向性的鑒定自燃傾向性分級30゜C常壓條件下煤吸氧量(cm3/g·干煤)備注等級傾向性褐煤、煙煤類高硫煤、無煙煤類全硫=1\*ROMANI容易自燃≥0.8≥1.00>2.00=2\*ROMANII自燃0.41~0.79≤1.00>2.00=3\*ROMANIII不易自燃≤0.40≥0.80<2.00附錄D煤的瓦斯放散初速度測定方法D.0.1瓦斯放散初速度指標(⊿P)測定可采用⊿P測定儀、真空泵、甲烷瓶(濃度大于95%)、分樣篩(孔徑0.2mm、0.25mm各一)、天平(最大稱量250g,感量0.5g)、小錘、漏斗等儀器設備或用具進行。D.0.2需在煤層新暴露面上采取,煤樣質(zhì)量250g;鉆孔取樣時,應取新鮮煤芯250g。煤樣應附有標簽,注明采樣地點、時間、層位等。D.0.3制試樣時,應將所采煤樣進行粉碎,篩分出粒度為0.2~0.25mm部分制作試樣,每一煤樣取質(zhì)量3.5g試樣2個。D.0.4測定按下列步驟進行:1、兩個試樣分別裝入⊿P測定儀的兩個試樣瓶內(nèi);2、真空泵對試樣脫氣1.5h;3、甲烷瓶與脫氣后的試樣瓶連接并對其充氣(充氣壓力為0.1MPa)1.5h;4、閉試樣瓶及甲烷瓶閥門后使之分離;5、動真空泵對儀器管道進行脫氣,使U形管汞真空計兩端液面持平;6、止真空泵,關閉儀器死空間通往真空泵的閥門,打開試樣瓶閥門,使煤樣與被抽空的死空間相同并同時啟動計時,10s時關閉閥門,讀出汞真空計兩端汞柱差P1(mm),45s時打開閥門至60s時再度關閉,再次讀出汞真空計兩端汞柱差P2(mm)。D.0.5放散初速度指標根據(jù)上述測試結果,按下式計算:⊿P=P2-P1(E.0.5)(上式的單位為mmHg,用法定單位MPa應乘以1.333×10-4)D.0.6煤樣的兩個試樣測出的⊿P值之差不應大于1mmHg(或1.333×10-4MPa),否則應重新進行測定。
附錄E煤的堅固性系數(shù)測定方法E.0.1堅固性系數(shù)(f)測定采用搗碎筒、計量器、分樣篩(孔徑20mm、30mm、0.5mm各一)、天平(最大稱量1000g,感量0.5g)、小錘、容器等進行。E.0.2層采樣時,應沿新暴露面上、中、下部分分別采取塊度為10cm左右的煤樣各兩塊;在洞內(nèi)鉆孔采樣時應沿煤層厚度的上、中、下部分別采取塊度為10cm左右的煤樣各兩塊。煤樣采取后應立即用紙包上并浸蠟密封(或用塑料袋包裹),避免風化。E.0.3應附標簽,注明采樣地點、時間、層位等;煤樣的運送不得摔碰。E.0.4時將煤樣用小錘制成20~30mm的小塊,用孔徑20、30mm的分樣篩篩分;稱取50g制備好的試樣為1份,每5份為1組,共稱取3組。E.0.5按下列步驟進行:1、搗碎筒放置于2cm厚鋼板上,放入一份試樣,將2.4kg重錘提升至600mm高度后自由落下沖擊試樣,每份沖擊三次,將1組5份沖擊后的試樣裝入同一容器內(nèi)。2、每組(5份)沖擊后的試樣一起倒入孔徑0.5mm的分樣篩中篩分至不再漏下煤粉為止。3、篩下的煤粉裝入計量筒,輕輕敲擊使之密實,然后輕輕插入有刻度的活塞尺與煤粉面接觸。在計量筒口相平處讀取數(shù)L,讀至毫米。當L≥30mm時,沖擊次數(shù)n可定為3次,按以上步驟繼續(xù)進行其他各組煤樣的測定。當L<30mm時,第一組試樣作廢,將每份試樣的沖擊次數(shù)改為5次進行沖擊、篩分和測量,仍以每5份為1組,測定讀數(shù)L。E.0.6堅固性系數(shù)按下式計算:f=20n/L(E.0.6-1)式中f--煤的堅固性系數(shù)n--每份試樣沖擊次數(shù)L--每組試驗篩下煤粉在計量筒的讀取數(shù)E.0.7得的煤樣粒度達不到測定f值所要求粒度(20~30mm)時,可采取粒度為1~3mm的煤樣按上述要求進行測定,并按下式換算:當f1-3>0.25時,f=1.57f1-3當f1-3≤0.25時,f=f1-3(E.0.6-3)式中f1-3--粒度為1~3mm煤樣的堅固性系數(shù)
附錄F鉆孔瓦斯涌出初速度、瞬間解吸壓力、鉆粉量測定方法F.0.1鉆孔瓦斯涌出初速度、瞬間解吸壓力、鉆粉量測定可采用1.2kW電煤鉆、42mm直徑麻花鉆桿10m、鍍鋅白鐵皮水桶、彈簧秤(量程25kg)、初速度測定裝置一套、水銀溫度計(0~50℃)、管鉗、秒表、高壓氣槍、煤氣表等儀器設備。F.0.2測試過程中,當鉆孔進入煤層后,應換電煤鉆鉆孔,并啟動秒表,鉆進速度以控制在1m/min左右,每鉆完1m煤孔后,應立刻撤出鉆桿,插入鉆孔瓦斯涌出初速度測定裝置。在2min后開始讀取瓦斯涌出量值,然后關閉通向煤氣表的閥門,讀出壓力表上顯示的瞬間解吸壓力值。在測定瓦斯涌出量前,測定K1值的煤樣采集與鉆粉量的收集應一并完成。當鉆孔瓦斯涌出量大于6L/min時,在第5min后應繼續(xù)讀取1min瓦斯涌出衰減量,衰減系數(shù)α應大于0.65。當α≤0.65時,煤層有突出危險。F.0.3鉆孔速度必須嚴格控制,鉆桿拖動排煤粉時,必須控制孔徑擴大。F.0.4孔位應選在排放(或抽放)孔之間或瓦斯排放空白區(qū)煤層的軟分層中。F.0.5鉆桿進尺應有明確標記,接煤粉的容器應保證煤粉能夠全部進入容器內(nèi)。F.0.6初速度測定裝置的封孔壓力必須保持0.25MPa,保證封孔嚴密、初速度測試結構準確。F.0.7初速度測定裝置各段連接處必須配有膠墊,保證氣密性。測試管膠端的小孔必須通暢無阻,應避免煤粉堵塞造成涌出量降低。
附錄G瓦斯涌出量計算方法鑒于鐵路隧道的修建特征與煤礦建井過程相似,絕對瓦斯涌出量成為隧道瓦斯分級的重要及主要參數(shù);絕對瓦斯涌出量在勘測、設計期間采用預測法(參照《礦井瓦斯涌出量預測方法》(AQ1018-2006)),施工期間采用預測法和實測法相結合的方式確定。G.1預測法G.1.1掘進巷道煤壁瓦斯涌出量q3:q3=D·v·q0·(2(L/v)1/2-1)(G01-1)式中:q3——掘進巷道煤壁瓦斯涌出量,m3/minD——巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度,m;對于薄及中厚煤層,D=2m0,m0為開采層厚度;對于厚煤層,D=2h+b,h、b分別為巷道的高度和寬度;v——巷道平均掘進速度,m/min;L——巷道長度,m;q0——煤壁瓦斯涌出強度,m3/(m2·min),若無實測值可參考式(G01--2)計算。q0=0.026[0.0004(Vτ)2+0.16]W0(G01--2)式中:q0——煤壁瓦斯涌出強度,m3/(m2?min)Vτ——煤中揮發(fā)分含量,%W0——煤層原始瓦斯含量,m3/t,其測定和計算可采用直接法(地勘鉆孔解析法)進行,可參見《煤層氣測定方法(解析法)》(MT/T77-94);當鉆孔深度小于500m時,按MT/T77-94標準測定瓦斯含量,當鉆孔深度500~1000m或煤的解析能力很強時,測定值應修正;G.1.2掘進落煤的瓦斯涌出量掘進巷道落煤的瓦斯涌出量采用式(G01-3)計算。q4=S·v·γ·(W0-WC)(G01-3)式中:q4——掘進巷道落煤的瓦斯涌出量,m3/min;S——掘進巷道斷面積,m2;γ——煤的密度,t/m3;WC——運出礦井后煤的殘存瓦斯含量,m3/t,如無實測值可按表G01.2選取或計算;表G.1.2純煤的殘存瓦斯含量取值表揮發(fā)分Vτ(%)6~88~1212~1818~2626~3535~4242~56WC(m3/t·r)9~66~44~33~2222注:1、煤的殘存瓦斯含量亦可近似地按煤在0.1Mpa壓力條件的瓦斯吸附量取值;2、瓦斯含量<10m3/t?r的高變質(zhì)煤殘存瓦斯含量按WC=10.385e-7.207/W0計算G.2近似理論計算方法將隧道視為圓形巷道,不考慮噴混凝土對瓦斯的封閉作用,設定煤壁為全煤層揭開(暴露),落煤量近似按過煤段掘進速度平均計算。G.2.1煤壁瓦斯涌出量q3q3=A·q0(G02-1)式中:A——隧道開挖輪廓與煤層相交面積,m2;A=f(α、β、d、r)(G02-2)α——煤層在隧道縱斷面方向的視傾角;β——煤層走向與隧道的平面交角;d——煤層厚度(真厚),m;r——隧道開挖當量半徑,r=(S/π)1/2;S——隧道開挖面積,m2L;q0——煤壁瓦斯涌出強度,m3/(m2?min);G.2.2落煤瓦斯涌出量q4q4=V·v·γ·(W0-WC)/L(G02-3)式中:V——隧道開挖范圍落煤體積,m3;V=f(α、β、d、r)(G02-4)v——巷道平均掘進速度,m/min;L——煤層在隧道開挖范圍內(nèi)的縱向長度,m此部分應采用當量半徑圓筒與空間煤層相交面積、斜橢圓臺體積分別推導煤壁面積、落煤體積。
附錄H絕對瓦斯涌出量的確定和測風方法H.0.1瓦斯工區(qū)內(nèi)絕對瓦斯涌出量根據(jù)實測通風量與回風流中最大瓦斯?jié)舛扔嬎愦_定。H.0.2瓦斯工區(qū)風速測定儀表可采用機械翼式中速風表(0.5~10m/s)或低速風表(0.3~5m/s),或其他經(jīng)檢驗合格的電子葉輪式風表或超聲波風速計等。1—開關閘板;2—回零推桿;3—表頭;4—外殼;5—底座;6—風輪;7—提環(huán)圖H.0.2 中速翼式風表H.0.3送風式通風管的送風口距離掌子面不大于5m。測風斷面可選擇在距工作面約10~20m處的穩(wěn)定回風流中,測風點及數(shù)量可參考圖H.0.3確定(將隧道斷面分為若干格,每格內(nèi)測風1min時間)。當風速較小,無法采用機械風表準確測定風速時,可采用風管出口風速和風管斷面積參數(shù)計算壓入新鮮風量。圖H.0.3-1風速測點布置斷面圖H.0.3-2風速測點示意圖H.0.4用機械翼式風表測風步驟應遵守下列規(guī)定:1、測風斷面前后10m內(nèi)無分支風流、無拐彎、無障礙、斷面無變化。測風員進入開挖工作面待測斷面處,先估測風速范圍,后選用相應量程的風表。2、測風方法可選用迎風法或側身法。采用側身法時,將風表指針回零,人背向隧道側壁,伸直手臂,手持風表,與風流方向垂直,并使風表背面正對風流方向,待翼輪轉動正常后(約20~30s),同時打開風表的計數(shù)器和秒表,在斷面處每格中的每個點每次測定1min的時間,然后關閉秒表和風表,讀取風表指針讀數(shù)(格/min),并記錄在表H.0.8中。3、測風時,每個測點測風次數(shù)不少于3次,每次測量誤差不應超過5%,后取3次測風結果的平均值(格/min)。如果測量誤差大于5%,應增加1次測風。4、測風結束后,用皮尺或鋼尺測量測風斷面尺寸,計算測風斷面面積。5、把測風數(shù)據(jù)和隧道開挖斷面尺寸參數(shù)記錄在測風表中。H.0.5風表表速按式H.0.5-1進行計算,并根據(jù)表速查風表校正曲線或按式H.0.5-2,求出隧道測風斷面真風速V真。V表=n/t(H.0.5-1)式中:V表——測點表速(格/s);——三次測風風表刻度盤讀數(shù)的平均值(格/s);t——測風時間(s),一般為60s。風表校正曲線表達式見式H.0.5-2:V真=a+bV表(H.0.5-2)式中:V真——真風速(m/s);——表明風表啟動初速的常數(shù);——校正常數(shù),決定于風表的構造尺寸;V表——風表的指示風速(格/s)。H.0.6測風斷面實際平均風速,按式H.0.6對真風速V真進行校正后確定。V均=kV真(H.0.6)式中:V均——測試斷面平均風速(m/s);V真——真風速(m/s);——修正系數(shù),與測風方法有關,迎風法k=1.14;側身法k=(S?0.4)/S;——測風斷面面積(m2);0.4——測風員阻擋風流面積(m2)。H.0.7測風斷面的隧道通風量,按式H.0.7計算確定。Q=S×V均×60(H.0.7)式中:Q——通過隧道的風量(m3/min);S——隧道斷面積(m2);V均——隧道內(nèi)平均風速(m/s)。H.0.8開挖工作面附近瓦斯?jié)舛鹊臏y定應遵守下列規(guī)定:1、測量瓦斯一定要在瓦斯工區(qū)風流范圍內(nèi)進行。工區(qū)內(nèi)風流劃定的范圍:對于模板臺車處是指距支架和巷底各為50mm的斷面空間;對于無支架或用錨噴支護、已襯砌段,距拱頂、側壁、底板各為200mm的斷面空間。2、開挖工作面附近檢測瓦斯斷面位置可按圖H.0.8-1確定,檢測點可按圖H.0.8-2確定,但應重點在隧道風流的上部即拱頂部位進行。3、每個測點處的瓦斯?jié)舛葢B續(xù)檢測3次,取其平均值。4、測風斷面必須同時測定瓦斯?jié)舛取?、以開挖工作面附近及穩(wěn)定回風流中測定的最大瓦斯?jié)舛戎底鳛樵摂嗝嫣幍耐咚節(jié)舛取?、將瓦斯檢測記錄表中最大瓦斯?jié)舛鹊怯浽诒鞨.0.8中。圖H.0.8-1瓦斯監(jiān)測斷面布置a)上臺階 b)全斷面圖H.0.8-2 瓦斯檢測斷面測點示意圖表H.0.8施工階段瓦斯工區(qū)鑒定報表工程名稱:工區(qū):年月日序號實測最大瓦斯?jié)舛葦嗝娉叽纾╩)測點斷面面積風表讀數(shù)(轉∕分)實際風速(m∕s)計算風量(m3∕min)計算絕對瓦斯涌出量(m3/min)CH4寬度高度(m2)一二三表速1234分析及結論:測風:記錄:計算:審核:H.0.9瓦斯工區(qū)瓦斯絕對涌出量根據(jù)隧道實際通風量和實測最大瓦斯?jié)舛劝词紿.0.9計算確定。QCH4=Q×ω(H.0.9)式中:QCH4——瓦斯工區(qū)內(nèi)絕對瓦斯涌出量(m3/min);Q——隧道斷面通風量(m3/min)ω——工作面迎頭及回風流中實測最大瓦斯?jié)舛龋?)。
附錄I鉆屑指標法I.0.1鉆屑量可用質(zhì)量法或容量法測定:1質(zhì)量法:每鉆進1m鉆孔,收集全部鉆屑,用彈簧秤稱量質(zhì)量。2容量法:每鉆進1m鉆孔,收集全部鉆屑,用量具測量鉆屑質(zhì)量。I.0.2鉆屑解吸指標(△h2)的測定可按下列步驟進行:鉆孔時,在預定的位置取出鉆屑,用孔徑1mm和3mm的篩子篩分,將篩分好的φ1~3mm粒度的試樣裝入MD-2型解吸儀的煤樣瓶中,試樣裝至煤樣瓶刻度線水平(10g左右),自鉆孔鉆至該采樣段起,經(jīng)3min后啟動秒表,轉動三通閥,使煤樣瓶與大氣隔離,在2min時記錄解吸儀的讀數(shù),該值即為△h2,單位為Pa。I.0.3鉆屑解吸指標(K1)的測定可按下列步驟進行:鉆孔取樣同I.0.2條要求。使用儀器為WTC型突出預測儀,測定時每鉆進2m,取一次鉆屑作解吸特征測定。取樣時,應備好秒表、篩子,鉆孔鉆到預定深度時,用組合篩子在孔口接鉆屑并啟動秒表,一面取樣,一面篩分,當鉆屑量不少于100g時,停止取樣,并繼續(xù)進行篩分,最后把已篩分好的φ1~3mm的煤樣裝入WTC突出預測儀的煤樣罐中,蓋好煤樣罐,準備測試。當秒表走到t0時(通常規(guī)定t0為1~2min),啟動儀器采樣鍵進行測定,經(jīng)5min后,當儀器顯示t0時,用鍵盤輸入t0,按監(jiān)控鍵,儀器顯示L0,輸入L0按監(jiān)控鍵,儀器計算并顯示Fi,該值即為K1值。I.0.4干煤樣參考臨界值為△h2=200Pa、K1=0.5mL/g.mm1/2,濕煤樣參考臨界值為△h2=160Pa、K1=0.4mL/g.mm1/2,測試至大于臨界值時,掌子面判定為由突出危險性。
附錄J綜合指標法J.0.1采用綜合指標法對煤層進行工作面的煤與瓦斯突出危險性預測(判斷)是應符合下列要求:1、在巖石工作面向煤層至少鉆兩個測壓孔,測定煤層瓦斯壓力,測壓方法見附錄B01.4。2、在鉆測壓孔的過程中,每米煤孔應采取一個煤樣,測定煤的堅固性系數(shù)f,堅固性系數(shù)測定方法見附錄D。3、將兩個測壓孔所測得的堅固性系數(shù)最小值平均,作為煤層軟分層的平均堅固性系數(shù)fmin。4、將堅固性系數(shù)最小的兩個煤樣混合后,測定煤的瓦斯放散初速度指標⊿P,測定方法見附錄C。(本條要查證是兩個鉆孔中堅固性系數(shù)最小的兩個煤樣,還是各鉆孔堅固性系數(shù)最小的煤樣)J.0.2煤層突出危險性,可按下列兩個綜合指標判定:D=(0.0075H/fmin-3)×(P-0.74)(式J.0.2-1)K=⊿P/fmin(式J.0.2-2)式中D--煤層的突出危險性綜合指標K--煤層的突出危險性綜合指標H--開挖工作面埋深(m)P--煤層瓦斯壓力,取兩個測壓鉆孔實測瓦斯壓力最大值(Mpa)⊿P--煤的瓦斯放散初速度(mmHg)fmin--煤的平均堅固性系數(shù)J.0.3綜合指標D和K預測煤層突出危險性的臨界值應符合表J.0.3規(guī)定。表J.0.3綜合指標D、K的臨界值煤的突出危險性綜合指標D煤的突出危險性綜合指標K無煙煤其他煤種0.252015注:1、當D=(0.0075H/fmin-3)×(P-0.74)式中兩個括號內(nèi)的計算值都為負值時,不論D值多小,均判斷為突出威脅煤層。2、地質(zhì)勘探期間進行煤層突出危險性預測時,具有突出威脅的煤層應視為無突出危險性。
附錄K“R”指標法K.0.1“R”指標法適用于揭煤防突施工過程中進行防突效果檢驗。K.0.2采用“R”指標法應按下列步驟進行:1、在工作面鉆不少于3個直徑為42mm,深度為10m的鉆孔;鉆孔應布置在軟分層中,其中一個鉆孔位于開挖面中部并平行于隧道軸線方向,其他鉆孔的終孔點應位于隧道開挖輪廓線外2~4m處。2、鉆孔每打1m,測定一次鉆屑量和鉆孔瓦斯涌出初速度,根據(jù)每個鉆孔測得的最大鉆屑量和最大瓦斯涌出初速度,按下式計算確定各鉆孔的R值:R=(Smax-1.8)×(qmax-4)(K.0.2)式中Smax--鉆孔大帶鉆屑量(kg/m);qmax--鉆孔最大瓦斯涌出初速度(L/min);3、采用“R”指標法,臨界指標Rm取6,當按上述步驟計算得出任何一鉆孔中的R≥Rm,該工作面為煤與瓦斯突出危險工作面。4、按K.0.2式計算R值為負值時,采用式中正值項作為R值進行判定。
附錄L混凝土透氣性測試L.0.1測定混凝土的透氣系數(shù)應在恒定氣壓下進行。L.0.2測定混凝土透氣系數(shù)可采用下列設備及材料:1透氣系數(shù)測定儀:可利用HS-40型混凝土抗?jié)B儀進行改裝;2空氣壓縮機:工作壓力1.2~1.4MPa,排氣量0.3m3/min;3氣體量測裝置:測量精度不低于0.1mL;4壓力機或其他加壓裝置;5電烘箱、電爐、鋼絲刷等;6密封材料:石蠟、多動能膠、環(huán)氧粘結劑、瀝青等。L.0.3模筑混凝土試件制作應符合以下要求:1試件尺寸可按混凝土抗?jié)B試件制備,其尺寸宜為:上徑175mm、下徑185mm、高150mm的圓臺體2試件灌筑后應在24后拆(脫)模,可用鋼絲刷刷除兩端面水泥漿膜,并在標準養(yǎng)護室養(yǎng)護,或與構件同條件養(yǎng)護至28d,繼續(xù)室內(nèi)氣干14~28天,待試件濕度與大氣平衡后方可進行透氣性試驗。L.0.4采用下進氣法測試(適用于圓錐臺體標準抗?jié)B試件)透氣性是應符合下列要求:1將氣干試件的側面用熔化狀態(tài)的密封材料均勻滾涂一層涂膜。2用壓力機或其他加壓裝置將涂有密封材料的試件壓入預熱至50℃的抗?jié)B試模內(nèi),使試件與試模底面平齊,待試模稍冷后解除壓力。3將密封好的試件安裝在抗?jié)B儀上,加壓至最大壓力檢查密封的氣密性,確認密封無漏氣后即可開始測試,見圖L.0.4(a)4測試壓力可根據(jù)需要確定,從0.3MPa開始,經(jīng)穩(wěn)壓6h后,開始測讀透氣量(精確至0.1mL),一般每隔0.5h測讀一次,直到連續(xù)兩次的透氣量讀數(shù)差不大于平均值的+10%時止,其兩次透氣量的平均值即為試件的0.5h透氣量。若透氣量很大,也可按透氣量達到某一固定值時所經(jīng)歷的時間進行控制,連續(xù)兩次的經(jīng)歷時間讀差,也應控制在平均值的+10%內(nèi),取其平均值作為該試件的透氣時間,計算出該測試壓力下單位時間的透氣量,然后提高壓力,穩(wěn)壓6h后繼續(xù)測試。5在透氣量測讀過程中發(fā)現(xiàn)透氣量不正常、突然增大時,卸壓后應檢查其密封情況,必要時需重新測定。圖L.0.4透氣系數(shù)測試裝置示意圖L.0.5采用上進氣法測試(適用于非標準圓錐臺體試件)透氣性時應符合下列要求:1試件密封:除選定的透氣面外,試件的其他暴露面均需密封,密封劑可采用多功能耐磨膠、環(huán)氧樹脂等。密封劑一般涂刷2~3遍,涂刷前試件的表面應平整無油污及浮渣等妨礙粘結的雜物,并需用有機溶劑清洗,待第一遍密封劑固化后,用砂紙將其表面打毛,用有機溶劑擦凈之后繼續(xù)涂刷第二遍。2試件與抗?jié)B儀底座密封:在試件與抗?jié)B儀底座間設置金屬過渡環(huán),用環(huán)氧樹脂將試件、金屬環(huán)與抗?jié)B儀底座粘牢,防止漏氣,待環(huán)氧樹脂固化后,即可加上抗?jié)B儀的鋼套并密封,送氣測試,見圖L.0.4(b)。3透氣性測定:可按下進氣法透氣性測試相同步驟進行。4試件密封檢查:為檢查試件及及試件、鋼環(huán)、底座間的密封性,待透氣測讀完成后,應在鋼套與試件周圍注入清水繼續(xù)加壓至氣壓最大值,經(jīng)24h后檢查透氣通道有無水流出,卸壓并放出清水后再仔細檢查試件、鋼環(huán)、底座間有無滲水,試件本身有無透水痕跡,當無漏水痕跡時,表明密封良好、透氣量測定有效,否則試件應重新烘干密封測試。L.0.6混凝土的透氣系數(shù)可從每組六塊試件的透氣量測試中,舍去最大值和最小值,取中間四塊試件的透氣量平均值作為該組試件的透氣量,按下式計算其透氣系數(shù):K={2LP2γ0Q/(P12-P22)A}×10-2(式L.0.6)式中K——透氣系數(shù)(cm/s)L——試件厚度(cm)P1——施壓一側氣體壓力(MPa)P2——測流一側氣體壓力(MPa)A——透氣面積(cm2)Q——平均單位時間透氣量(cm3/s)γ0——空氣單位容積重量,取1.205×10-5N/cm3L.0.7噴混凝土試件制作應符合下列要求:1試件尺寸:可從噴混凝土大板中切取尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件;或鉆取直徑100~130mm、高100mm的試件,一組6件。2試件養(yǎng)護條件與噴混凝土相同,28d后取出,繼續(xù)室內(nèi)氣干14~28d,當試件濕度與大氣濕度平衡后,即可進行透氣性測試。L.0.8模擬采用界面劑處理施工縫的混凝土試件制作應符合下列要求:1試件尺寸:同模筑混凝土試件2試件制備:在混凝土抗?jié)B儀試模中,事先放置用木材或其他材料制成的半塊圓錐臺體(也可用板隔離一半),側面涂刷隔離劑備用,將混凝土灌筑至一般的空模中,震動搗實,24h拆模,將試件與模筑混凝土同條件養(yǎng)護,至再次澆筑模筑混凝土前,將其置于試模中并在側面(新舊混凝土交界面)作接縫處理并涂刷界面粘結劑(處理方法及界面劑同施工縫所用),30min內(nèi)將模筑混凝土澆入抗?jié)B模的另一半空模中,震動搗實,48h后用鋼絲刷清除試件表面水泥漿膜,小心拆模,試件與模筑混凝土同條件養(yǎng)護至28d,繼續(xù)室內(nèi)氣干14~28d后即可進行透氣性測試。
附錄M高分子卷材透氣性系數(shù)測定方法M.0.1適用范圍本方法適用于壓差法測試高分子卷材氣體透過量和透氣性系數(shù),本方法采用空氣作為試驗氣體。當評價有機氣體的透氣性系數(shù)時,可按本方法與空氣進行對比試驗,得出不同氣體與空氣的透氣性修正系數(shù)。M.0.2參考標準本方法參照《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法》(GB/T1038-2000)編寫,引用了《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境》(GB/T2918-1998)、《塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測定法》(GB/T6672-1986)部分內(nèi)容作為條文,當這些標準修訂時,本方法應相應進行調(diào)整。M.0.3定義1氣體透過量:在恒定溫度和單位壓力差下,在穩(wěn)定滲透時,單位時間內(nèi)透過單位面積試樣的氣體體積,以標準溫度和壓力下的體積値表示;單位為:cm3/cm2·s·Pa2透氣性系數(shù):在恒定溫度和單位壓力差下,在穩(wěn)定滲透時,單位時間內(nèi)透過單位厚度、單位面積試樣的氣體體積,以標準溫度和壓力下的體積値表示;單位為:cm3·cm/cm2·s·Pa(應簡化量綱為cm/s)M.0.4測試原理高分子卷材試件(片狀)將低壓室和高壓室分開,高壓室充有壓力約105MPa的試驗氣體,低壓室的體積已知,試樣密封后用真空泵將低壓室內(nèi)空氣抽到接近零值。用測壓計測量低壓室內(nèi)的壓力增量△p,可確定試驗氣體由高壓室透過試件到低壓室的以時間為函數(shù)的氣體量,但應排除氣體透過速度隨時間而變化的初始階段。試件的氣體透過量和透氣性系數(shù)可通過計算得出。M.0.5測試設備(儀器)透氣儀原理和構成見圖M.0.5,主要包括以下幾個部分:1透氣室:由上下兩部分組成,裝入試件時,透氣室上部為高壓室,用于存放試驗氣體;下部為低壓室,用于貯存透過試件的氣體并測定透氣過程前后壓差,上下部分均裝有試驗氣體的進出管路。低壓室由一個中央帶空穴的試驗臺和裝在其中的穿孔圓盤組成,根據(jù)試樣透氣量不同,應選擇不同的穿孔圓盤下部的空穴體積,試驗時穿孔圓盤應支撐試樣不至于產(chǎn)生明顯變形。2測壓裝置:高、低壓室應分別有一套測壓裝置,低壓室端的準確度應不低于6Pa。3真空泵:應保證低壓室中的壓力不大于10Pa。M.0.6試件制備(尺寸、養(yǎng)護、密封)1高分子卷材試件:試樣應選取具有代表性、沒有痕跡或可見瑕疵,根據(jù)所使用儀器裁剪為圓形,應在GB/T2918中規(guī)定的23±2℃環(huán)境下,將試件置于干燥器中進行48h以上的狀態(tài)調(diào)節(jié);試件為一組。2混凝土試件3噴混凝土試件M.0.7測試(加壓、讀數(shù)、數(shù)據(jù)取舍)1按GB/T6672測量試件厚度,每個試件至少測量5點,取算術平均值;2在試驗臺上涂一層真空油脂,若涂在空穴中的圓盤上要仔細擦凈;3關閉透氣室各針閥,開啟真空泵;4在試驗臺中的圓盤放上經(jīng)狀態(tài)調(diào)整的試件,試件應保持平整,不得有褶皺。輕輕按壓使試件與試驗臺上的真空油脂良好接觸;開啟低壓室針閥,試件在真空下應緊密貼合在圓盤上;在上蓋的凹槽內(nèi)放置“O”形圈,蓋好上蓋并緊固。5打開高壓室針閥及隔斷閥,開始抽真空直至27Pa以下,并繼續(xù)脫氣3h以上,以排除試件所吸附的氣體和水蒸氣;6關閉隔斷閥,打開試驗氣瓶和氣源開關向高壓室充試驗氣體,高壓室的氣體壓力應在1.0~1.1×105Pa范圍內(nèi),壓力過高時,應開啟隔斷閥排除;7對攜帶運算器的儀器,應首先打開主機電源開關及計算機電源開關,通過鍵盤輸入各試驗臺樣品的名稱、厚度、低壓室體積參數(shù)和試驗氣體名稱等,準備試驗;8關閉高、低壓室排氣針閥,開始透氣試驗;9為剔除開始試驗時的非線性階段,應進行10min的預透氣試驗,隨后開始正式透氣試驗,記錄低壓室的壓力變化值△p和試驗時間t;10繼續(xù)試驗直到在相同的時間間隔內(nèi)壓差的變化保持恒定,達到穩(wěn)定透過,至少取3個連續(xù)時間間隔的壓差值,求其算術平均值,以此計算該試件的氣體透過量和透氣系數(shù)。M.0.8成果計算分析(計算公式、表達式)1氣體透過量Q按式M.0.8-1計算Q=24△PVT0/△tSp0T(p1-p2)(式M.0.8-1)式中:Q——氣體透過量(cm3/m2.d.Pa);△P/△t——在穩(wěn)定透過時,單位時間內(nèi)低壓室氣體壓力變化的算術平均值(Pa/h);V——低壓室體積(cm3);T0——標準狀態(tài)下的溫度(273.15K);T——試驗溫度(K);S——試驗的透氣面積(m2);p0——標準狀態(tài)下的壓力(1.0133×105Pa);(p1-p2)——試樣兩側的壓差(Pa);2透氣性系數(shù)K按式M.0.8-2計算K=1.1574×10-9Q×D(式M.0.8-2)式中:K——透氣系數(shù)(cm3·cm/cm2.s.Pa);D——
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