瓦斯隧道施工引发瓦斯爆炸的隐患及预防对策.doc

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1、瓦斯隧道施工引发瓦斯爆炸的隐患及预防对策　　摘要：以袍子岭隧道成功穿越煤层瓦斯富含地段的施工实践为例，探讨了煤系地层隧道掘进爆破引发瓦斯爆炸灾害的原因、预防措施，并从瓦斯测定、开挖、爆破技术等措施上提出了见解。　　关键词：瓦斯隧道；施工；瓦斯爆炸；预防措施　　　　1对隧道穿越煤层瓦斯地段的总体开挖施工措施　　　　在袍子岭隧道穿越煤层瓦斯地段的掘进爆破施工中，总的原则是“早封堵、短进尺、多循环、快封闭”，防止有害气体的溢出。　　在隧道刚进入瓦斯地层时，采用的是全断面一次开挖法，以求达到迅速钻眼、爆破、喷射混凝土实现及时封

2、闭的效果。实际上在进入煤层7m处，隧道掌子面正常爆破时，由于瓦斯、一氧化碳等有害气体大面积突溢，发生瓦斯气体燃烧，燃烧面积达5.8m3。随即启动应急预案，在10分钟内迅速完成人员和设备的撤离，并封闭洞口，防止了更大事故的发生。分析原因：隧道开挖掌子面前方为乐平煤系构造的破碎岩层，贯通节理、孔隙；一次开挖断面面积过大，煤层裸露面积大，封闭时间长；采用压入式通风，容易在爆破掌子面形成回风流，造成突溢瓦斯局部浓度上升。　　预防对策：通风，使用正洞压入式通风，平行导坑在横通道处采用局部抽出风式通风，形成进风巷与回风巷，避免回风

3、流的产生，防止瓦斯的局部积蓄；掘进方法上，由原来的全断面一次开挖法改为侧壁导坑法开挖，即把60m2的开挖断面面积改为两个30m2的开挖断面面积错台5m开挖，以减少瓦斯溢出的直接接触面积；爆破通风后，出渣前，连开挖掌子面也及时地进行喷射混凝土封闭；开挖掌子面前方采用细水泥沙浆（必要时掺入一定量的水玻璃浆液）进行全断面（有80环形外飘角）帷幕注浆预固结乐平煤系构造的破碎岩层、贯通节理、孔隙，阻断瓦斯溢出孔道；加速二次混凝土衬砌与掌子面的跟进距离，跟进距离控制在20m以内，在隧道一、二次衬砌间加设全封闭隔气板；初期支护、二次

4、衬砌采用密性混凝土(不透气性比普通混凝土高1000倍)，以杜绝已衬砌隧道段的瓦斯泄漏。　　在袍子岭隧道后来成功穿越DK213+948～DK214+150瓦斯段的隧道施工与瓦斯浓度的测定数据证明：这是一套安全、迅速穿越煤层瓦斯富含地段的隧道掘进工法。　　　　2瓦斯浓度的测定、控制技术措施　　　　根据袍子岭隧道煤壁瓦斯涌出规律，为了准确测定、控制瓦斯浓度，在隧道越煤层瓦斯地段的掘进爆破施工中，探讨制定了实施性的瓦斯浓度测定、控制预防对策。3　　对瓦斯浓度的测定，实际采用8台光干涉瓦斯检测仪（KG9701）和一台高精度光干涉

5、瓦斯检测仪。测定瓦斯浓度点，设在隧道风流的上部进行，距离煤壁200mm处。即将光干涉瓦斯检测仪（KG9701）的二氧化碳吸收管进气口置于隧道风流的上部边缘进行采气，连续测定三次，取其最大值。爆破后定期测定各测点的风量和瓦斯浓度。2004年3月27日与4月2日，袍子岭隧道实际掘进与瓦斯浓度采集数据(见表1)。　　　　从袍子岭隧道实际掘进与瓦斯浓度采集数据表中也可以证明：前面采用的侧壁导坑法及其采取相应预防瓦斯的对策是十分必要的。　　袍子岭隧道实际掘进与瓦斯浓度采集数据检测结果采用测量结果的最大值（ρ）来绘制质量控制图。按

6、每次测取连续三个掘进循环的18个数据计算，绘制袍子岭隧道实际瓦斯质控图(见图2)。　　　　　3瓦斯隧道爆破施工的技术对策　　　(1)炸药，雷管的控制。　　炸药爆炸产生的空气冲击波、炽热的固体微粒和爆炸生成的高温气体可能引爆瓦斯，变质的炸药因爆炸不完全而产生游离氧、氧化氮、一氧化碳等不良气体可以缩短瓦斯氧化的感应期而起催化作用；普通岩石炸药爆炸后其所含的铝、镁等金属粉末的增温作用很大，超过瓦斯的最小点燃能量和长于感应期，能引发瓦斯爆炸。因此，在袍子岭隧道实际爆破中选用煤矿许用安全炸药，禁止使用普通岩石炸药，更不能使用变质

7、炸药。　　雷管的起爆能不足，将导致炸药爆炸不完全产生不良气体；如雷管的延期时间过长，超过130ms，更容易引起爆炸。在瓦斯环境中必须选择符合部颁标准的煤矿许用电雷管，即选用适应各级瓦斯浓度等级的毫秒延期电雷管第一系列的前五个段和第二系列的前九个段。而且一次爆破中，只能用同厂、同批生产的雷管，并逐个作全电阻检查，电阻差不应大于0.25Ω。禁止在瓦斯环境中使用火雷管和非电塑料导爆管。　　(2)掘进爆破的钻眼、堵塞技术对策。　　在中隔墙法施工瓦斯隧道中，钻眼采用湿钻，严禁采用冲击钻或干钻。炮孔的堵塞质量对提高爆破效率，减少有

8、害气体和防止炸药爆炸时火花包泄起很大作用，因此，装药完毕必须充填符合安全要求长度的泡泥，并捣实。实际用1︰3的泥沙混合泡泥，湿度为18~20%。这种泡泥既有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数，炮孔深度超过1m时，要求堵塞长度不小于0.3m。对起爆母线、支线、端线和脚线的使用按煤矿炮采时爆破的要求进行了控制。　　(3)起爆电源和网络