金竹山隧道出口段瓦斯防治方案Word文件下载.docx

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金竹山隧道位于NW向构造南西侧的固军坝复背斜北西倾伏端。

NE向构造黄金口背斜于石缸坪一带与固军坝背斜呈大角度相接，并与NW向构造复合、叠加，构造迹线转为NNE，形成较为复杂的构造地带，其上横跨了一组次级背、向斜，沿轴部发育了一条次级断裂（F1）。

1.5水文地质条件

根据地下水的赋存条件、性质和各含水层的构成岩性、储水空隙特征、地下水补、迳、排条件等，测区地下水划分为松散堆积层孔隙水，基岩孔隙、裂隙水，裂隙、岩溶水，岩溶水类型和含水岩系。

场地属剥蚀、溶蚀构造低区，位于中河和其一级支流泥溪河间的分水岭地块，处于由烂田沟、候家沟、宗厂沟所围限的地块中，分属于烂田沟、候家沟、宗厂沟水文单元。

隧道除出口段位于地下水位以下外，其余地段均处于饱水带中。

1.6不良自然地质现象

场地不良地质主要有岩溶、矿洞、煤层、瓦斯、小煤窑。

岩溶发育于巴东组地层中，煤层、瓦斯、小煤窑、矿洞分布于须家河组、白田坝组地层中。

1.6.1岩溶

（1）地表岩溶

地表岩溶主要发育于场地巴东组一、三段地层中，巴东组二段地层岩性以页岩为主，虽候家沟、烂田坝沟沟谷呈槽状，系为剥蚀成因，其岩溶不发育，仅在局部地段以岩埂、溶孔、溶隙形态出露于地表或隐伏地下。

巴东组一、三段中地表岩溶地貌形态主要以石芽、溶沟、槽谷为主。

（2）地下岩溶

地下岩溶主要发育于场地巴东组一、三段地层中，岩溶形态主要为溶孔、溶隙、落水洞、溶洞。

（3）岩溶对隧道的影响评价

地表、地下岩溶主要发育于巴东组一、三段地层中，地表岩溶地貌形态主要以石芽、岩埂、溶沟、槽谷为主，地下岩溶以溶孔、溶隙、溶洞为主，未见大泉露头和暗河发育。

巴东组一段出露于候家沟沟谷（左线LK63+130～+200，右线K63+150～+220），出露面积小，上覆巴东组二段相对隔水，补给源有限，基本上无发育大型溶洞和暗河条件。

在候家沟沟谷735～710m高程见有较多的口大洞身短的溶洞发育，均为干溶洞灰岩，个别溶洞大雨时有少量地下水流出，系就近补给，就近排泄，无远地岩溶水补给。

LK63560R20钻孔于孔深120.08～121.78m（高程686.58～684.88m）发生掉钻，应系已被碎屑物充填的有地下水活动的溶隙。

巴东组三段见有少量的竖井、溶洞发育，但场地出露面积小，位于斜坡上，无汇集地表水的洼地、沟谷、漏斗地形，已无把地表水大量汇集并转入地下功能，CK65900R55钻孔也只揭露溶孔发育，钻探循环水无大量和突然漏失现象，表征场地地下深部岩溶无大型的管道发育。

场地岩溶属中等发育。

场地属金竹山水文地质单元的地下水源头补给区，岩溶水除隧址区降雨补给和近邻地下水补给外，无远地地下水补给条件，但隧道处于地下水浅部饱水带中，地下水循环交替强烈，在隧道通过碳酸岩段仍有小型岩溶管道发育，存在涌、突水危险和断层带处突岩屑、泥现象。

在隧道通过候家沟沟床处，除隧道易坍塌冒顶外，也易发生沟水突然涌入隧道的潜在危险。

1.6.2煤层、瓦斯及小煤窑

1）煤层、瓦斯及小煤窑的分布情况

场地含煤地层为三叠系上统须家河组、三叠系下统白田坝组地层，其中须家河组五段为主要含煤段，其它含煤少量或不含煤。

（1）须家河组一段（T3xj1）

煤层分布不稳定，主要以薄层或透镜体状分布，煤质为烟煤。

在新华～铁矿碎石公路旁实测地质平面时在其顶部碳质页岩中夹有煤线和最厚达10cm的薄煤层。

在K64+300R180m处见一煤窑，起洞于砂岩边，煤洞已于2005年被炸毁.。

据调访，该煤层厚约0.2～0.30m，开采深度约10m，洞向为N355°

，仅开采过几吨煤，且煤质差，同时，该煤层在冲沟边突然折断，为须家河组一段与二段以断层接触露头。

（2）须家河组二段（T3xj2）

在K63+850L120m机耕道处见简易煤窑，该煤窑顺层开挖，洞口高约3.0m，用斜木支撑，挖深约10余米，高约2.0m，煤层厚约0.40～0.60m，煤层上覆为褐黄色细砂岩，下伏为黄灰色泥质粉砂岩夹薄层粉砂质泥岩。

据调访，在大炼钢铁时代，原生产队曾在LK64+200L80.0m建窑挖煤，采用顺巷斜坡自然排水和天眼通风。

煤层厚薄不均，一般厚约0.2～0.30m，开采深度约100m，洞向约为N90°

，煤层尖灭停挖，现煤洞坍塌，仅余洞口。

（3）须家河组三段（T3xj3）

场地中多见废洞，挖深浅于10.0m，但在LK63+750L400m见有偷采的弃煤。

据调访，该煤采于须家河组三段中，煤厚＜0.3m。

在大店子至唐盛铁矿便道上实测L4地质剖面中于底部见有煤线和10cm厚薄煤层。

（4）须家河组四段（T3xj4）

见有少量废洞，其中实测L5地质剖面中见有二层厚15～30.0cm厚的薄煤透镜体。

（5）须家河组五段（T3xj5）

在烂田沟、夏家沟、家坡、唐盛铁矿一带分布有众多的小煤窑，开采此段中的烟煤。

煤层厚度变化大，分布不稳定，当地农户称为凼凼煤，厚0.3～1.0m不等。

在唐盛铁矿1#井（LK64+000L400m）实测煤层厚0.40m。

在唐盛铁矿2#井（LK63+900L550m）与1#井相向采掘。

各煤窑均已于2005年9月或近期被封。

其中唐盛铁一带矿煤窑开采标高825～1100m，1#煤洞开拓方向66°

，洞长约470m，洞璧潮湿、滴水，采用自然排水，鼓风机送风方式生产，井下未发生过瓦斯与煤尘自燃、爆炸，无地温异常现象，洞宽2.0m左右，厚层砂岩完整处无支护，破碎及泥、页岩处松木支护，顶、底板及侧壁均无软化膨胀现象。

（6）白田坝组（J1b）

白田坝组仅二段含煤，主要以煤线或薄煤夹层为主，分布不稳定，煤层厚度多小于0.2m。

据调访，隧道出口段斜坡无正规煤窑开采，仅为当地老乡顺斜坡坡表开采出露的烟煤，用于合成复，出口处LK65350L10钻孔岩心见有煤线，在铁矿至新华碎石路旁有废弃小煤窑。

综上所述，隧址区须家河组五段为主要含煤地层，须家河组其它4段及白田坝组含少量产状不稳定的透镜体状薄煤。

各煤窑多分布于地下水饱水带以上。

测区煤层开采历史期不长，采用人工挖掘，产量低，除唐盛铁矿采用有鼓风机送风外，其余均自然或天眼通风，各煤窑均未发发生瓦斯、煤尘自燃、爆炸的情况。

2）煤与瓦斯对隧道工程的影响

隧址区含煤地层为T3xj和J1b，分布于金竹山山岭及西南坡（地表桩号K63+850、地下桩号K64+310以后），受地质构造影响严重，褶曲、破碎带、节理较发育，封闭条件较差，煤层陡倾，厚度一般≤0.4m，属碎裂～原生结构煤。

调查资料表明测区已开采过和目前正在开采的煤矿中，均未发生煤层自燃、煤尘爆炸及瓦斯突出等危害。

在初、详勘钻探过程中仅在局部段揭露一些煤线或薄煤层，未遇到高压瓦斯富集带。

由省煤炭产品质量监督捡验站对金竹山隧道区唐盛粘土矿厂进行了煤层瓦斯解吸试验，经作室常温脱气、加热脱气、破碎脱气，得出了煤层室脱气瓦斯含量。

见瓦斯含量计算表1。

表1金竹山隧道瓦斯含量计算表

唐盛拈土矿厂T3xj5煤层

煤样重量（g）

瓦斯含量（ml）`

吨煤瓦斯含量

（m3/t）

气体损失量

气体解析量

常温脱气量

加热脱气量

破碎脱气量

瓦斯总含量

424.96

未计算

未作

330.86

107.31

846.12

1482.29

本次样品的室脱气量（常温脱气、加热脱气、破碎脱气）加上估算的解吸量及损失量瓦斯总含量近似为1927～2965ml，按煤样重量计算吨煤瓦斯含量为4.53～6.98m3/t，含量低于10m3/t，属低瓦斯煤层。

与本隧道处于同一煤系地层地质背景条件相近的煤矿，仅有宣汉县河坝乡社会福利煤厂，据达州市2006年度煤矿瓦斯等级鉴定结果，该煤矿其瓦斯相对涌出量5.9m3/t.d，绝对瓦斯涌出量0.4m3/分，属低瓦斯煤层。

矿井均属低瓦斯矿。

煤矿和小窑从未发生过瓦斯燃烧和瓦斯爆炸事故。

应用地质指标分析法，针对影响突出的主控因素，选取煤层厚度、煤体结构、煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤层坚固性系数、放散初速度、埋深、地质构造等地质指标，对隧道煤与瓦斯突出危险程度按原煤炭工业部《防治煤与瓦斯突出细则》进行评价。

地质指标判别见表2：

表2煤层瓦斯突出危险程度地质指标判别表

分级

煤厚

（m）

煤体

结构

瓦斯

含量（m3/t）

压力

（MPa）

坚固性系数（f）

放散初速度（ΔP）

地质

构造

严重突出

>

1.00

糜棱煤

15

<

0.3

复杂

一般突出

1～0.5

碎粒煤～碎裂煤

15～10

1

中等

无突出

危险

0.55

碎裂煤～原生结构

10

0.74

1～0.74

简单

测区隧道煤层

0.6

5.9

对照上表各主要评判指标，综合判定本隧道无煤与瓦斯突出危险性。

本区隧道煤层层数少、厚度小，经唐盛矿煤层采样作瓦斯含量测定，吨煤瓦斯含量近似为4.53～6.79m3/t（注：

吨煤瓦斯含量与吨煤瓦斯涌出量大致相当），应属低瓦斯含量。

类比邻区煤矿（宣汉县河坝乡社会福利煤厂）瓦斯相对涌出量为5.9m3/t，矿井均确定为低瓦斯矿井。

因此综合评价金竹山隧道为低瓦斯隧道。

虽然以上情况表明隧道在穿煤区发生煤与瓦斯突出的可能性不大，但本隧道生烃类煤及煤系地层埋深250～310m，瓦斯有一定的封闭与聚集条件，瓦斯以涌出形式为主，若通风不良，施工不当，会造成瓦斯局部富集（特别是塌腔受通风不畅影响，易造成瓦斯聚集）而引发瓦斯燃烧或爆炸。

该隧道按低瓦斯隧道设计，其中LK62+663～LK64+142、K62+661～K64+197为非无瓦斯工区，LK64+142～LK65+375、K64+197～K65+350段为低瓦斯工区。

根据隧道左、右线地质纵断面图，结合围岩级别划分段落，隧道含瓦斯段预测见表3：

表3隧道瓦斯分段预测表

里程桩号

含瓦斯预测

左洞

LK64+142～LK64+167

泥岩、粉砂岩，夹炭质泥岩及煤线。

含瓦斯等有害气体,属低瓦斯工区段。

需加强通风，及时支护防坍塌防瓦斯集聚，建议工作面采用防爆电气设备。

LK64+167～LK64+590

以厚层状中粒砂岩为主，夹细砂岩及粉砂岩，偶夹泥岩及煤线。

有时夹不稳定煤透镜体，局部含瓦斯等有害气体。

需加强通风。

LK64+590～LK64+626

LK64+662～LK64+692

为F４断层带，岩石破碎，节理裂隙发育，由于断层导通了含煤地层段，构造裂隙中可能有瓦斯逸出或涌出,属低瓦斯工区段。

需加强通风，及时支护防坍塌防瓦