低瓦斯隧道专项施工方案Word下载.docx
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3、按照独头工作瓦斯涌出量计算所需风量
Q2=QCH4×
K÷
（Bg－Bg0）=0.5×
1.6÷
（0.5%-0）=160m3/min
QCH4—按瓦斯最大涌出量0.5m3/min，（注：
低瓦斯隧道最大涌出量＜0.5m3/min）；
K—瓦斯涌出的不均衡系数，取1.6；
Bg—工作面允许的瓦斯浓度，取0.5%；
Bg0—送入风流中的瓦斯浓度，取0。
4、按爆破时最多用药量计算
Q炸药=5Ab/t=1200m3/min；
A—同时爆破的炸药用量，取180kg；
b—爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取40L；
t—通风时间取30min。
5、按稀释和排炮烟所需风量计算
Q4=7.8×
[A×
（S×
L）2]1/3/t
式中：
A—一次爆破最大装药量，正洞Ⅲ级围岩一次爆破装药量A=180Kg，施工中据实调整；
S—通风断面积，正洞Ⅲ级围岩S=84m2；
L—通风机至掌子面的距离，L=风机至掌子面距离；
t—通风时间，一般为20～30min，取30min。
各工作面需风量计算如下：
隧道进口
Q4=7.8[（A×
L）2）]1/3/t=7.8×
[（180×
（84×
1553/2）2）]1/3/30=2378m3/min。
1#斜井小里程
2610/3）2）]1/3/30=2566m3/min。
1#斜井大里程
2395/3）2）]1/3/30=2423m3/min。
2#斜井小里程
2385）2）]1/3/30=2759m3/min。
2#斜井大里程
2091/2）2）]1/3/30=2900m3/min。
3#斜井小里程
1915/2）2）]1/3/30=2735m3/min。
3#斜井大里程
1760/2）2）]1/3/30=2585m3/min。
隧道出口
1710/2）2）]1/3/30=2536m3/min。
6、最大需风量计算
取以上计算风量的最大值5040m3/min，风管采用阻燃、抗静电软风管，直径1.6m，百米损耗率p100=1%，
，最大施工长度按2610m计算。
风机风量为Qm=PQ=1.299×
5040=6546.96m3/min
7、风机及风管配置选型
隧道进口、出口选用的型号为:
1台（2×
132KW）型轴流风机通过1道管路同时供风，产风量为6600m3/min，可满足隧道需求风6546.96m3/min要求。
斜井选用的型号为:
2台（2×
132KW）型轴流风机通过2道管路同时供风，产风量为13200m3/min，可满足隧道需求风量13093.92m3/min要求。
单工作面风速验算：
按取最大风量6600m3/min，采用III级断面S=84㎡验算，最大风速为6600÷
84÷
60=1.31m/s；
因1.31m/s＞1m/s，在隧道正洞顶部不可能形成瓦斯层流满足通风要求。
（注：
选用西安交大风机厂SDF（B）-4-NO13型的132KW的风机，风量为1695～3300m3/min，风压1378～5355Pa，转速1480r/min。
驱散局部瓦斯层流采用射流风机，风机数目及位置根据需要确定）。
通风布置如下：
阳山隧道各工区风机汇总表
序号
隧道工区
风机编号
风筒
风机数量及型号
最大长度（m）
直径（m）
1
进口
F进-0
1553
1.6
2台双132KW，2台16KW
2
1号斜井
F-1
1765
2台双132KW，2台16KW
F-2
1550
3
2号斜井
F-3
1510
F-4
1245
4
3号斜井
F-5
1365
F-6
1210
5
出口
F出-7
1710
注：
16KW的为射流风机
8、压入式通风系统总体布局
通风机设在洞外距洞口30m处，沿线每隔1000m安装一台射流风机辅助通风，风管最前端距掌子面5m，并且前55m采用可折叠风管，以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。
在各洞口要配置一套同等性能的备用通风机并经常保持良好的使用状态。
正洞压入式通风布置见下图。
正洞压入式通风布置图
在斜井与正洞交叉处设置射流风机加速污浊空气排出。
斜井与正洞交叉处风机布置见下图
斜井与正洞交叉处风机布置图
利用斜井压入式通风布置图
利用斜井压入式通风布置见下图
（二）瓦斯检测及施工措施
瓦斯隧道施工的基本原则是：
加强管理、强化意识，消除隐患；
严格检测、提前预测，随时掌握瓦斯含量，动态调整施工工艺；
加强通风、严管火源，降低瓦斯含量。
瓦斯防治方针是：
加强预测，预防为主。
施工中应进行加深炮眼和超前钻孔来进行瓦斯探测。
瓦斯事故防治是一个极其重要的安全问题，一般采用加强通风、加强瓦斯监测、严格管理火源等措施来防止瓦斯爆炸。
施工阶段应根据实际监测的瓦斯涌出量及浓度随时调整设计阶段划分的瓦斯级别，如现场测定瓦斯涌量大于0.5m3/min时要及时上报监理、设计、指挥部进行设计变更，按高瓦斯隧道制定专项方案，对施工工艺、机具设备等进行调整。
瓦斯检测主要工作流程如下：
主要施工工序图
1、瓦斯超前预探技术措施
隧道瓦斯超前预探就是要从时间上，提前距离上，超前了解隧道围岩地质情况、瓦斯赋存情况。
瓦斯超前探测目的主要有：
（1）前方岩体破碎程度及范围、岩体裂隙及发育情况、岩体空洞范围及大小探测；
（2）前方岩体瓦斯赋存情况探测及瓦斯涌出预测；
（3）岩体瓦斯压力、瓦斯含量、突发性喷出等预测，能对掌子面前方地层中的瓦斯、氧气及二氧化碳等气体提前释放，降低压力。
瓦斯隧道施工的瓦斯防治方针是：
施工中应先按照一般工序，进行加深炮眼施工；
若加深炮眼和掘进中用便携式瓦斯探测仪检测到有瓦斯溢出，则应超前钻孔来进行探测。
深孔超前预探
通过深孔钻探技术探查掌子面前方的瓦斯相关参数，为了保证探测准确可靠，有效控制危险区域，在隧道开挖横断面上布置三个钻孔，钻孔布置见下图所示。
钻探要求：
超前探孔孔径为89mm，单孔长度为30m,搭接长度不小于5m，钻孔终孔点控制在隧道开挖线外3m。
超前钻孔预测瓦斯断面布置图
超前钻孔预测瓦斯平面布置图
施工过程中仔细记录岩芯情况和瓦斯涌出情况，如有瓦斯异常涌出情况时停止钻进，采取相应的处治措施。
在施工超前预探钻孔前，根据当时的实际情况制定专门的施工安全技术措施。
浅孔钻探
通过浅孔钻探技术探查、释放工作面前方瓦斯，避免遭遇裂隙时突然大量涌出瓦斯，同时也可起到有控制地排放瓦斯的作用。
超前浅孔钻探布置示意图如下：
超前浅孔钻探布置示意图
浅孔钻探采用风钻施工，孔深不小于5m，每班探掘，先探后掘，如遇有瓦斯异常涌出时，立即停止作业，采取相应措施。
瓦斯预探中的瓦斯检测方法
在深孔钻探中在每循环超前钻孔施工过程中记录每米钻孔岩性、钻进情况、瓦斯涌出情况。
钻孔施工完成后对前方岩体的瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出流量、钻孔瓦斯涌出衰减系数进行测定考察，并预计出隧道在开挖过程中可能产生的瓦斯涌出量。
钻孔瓦斯涌出量，以及钻孔瓦斯涌出衰减系数采用容积式流量计进行测定计算。
水平钻孔和倾斜钻孔封孔工艺分别如下图所示。
水平钻孔封孔工艺图
倾斜钻孔封孔工艺
钻孔瓦斯参数测试如下图所示。
钻孔瓦斯参数测试工艺
瓦斯超前预探装备及技术要求
超前预探和瓦斯考察需要下表所列主要设备、材料和工具。
超前预探和瓦斯考察设备、材料和工具表
设备名称
型号
数量
单位
备注
钻机
GL6000
套
钻杆
Φ60
150
m
岩芯管
Φ90×
2500
根
钻头
Φ90
20
个
打捞工具
6
封孔材料
255
7
压力测试仪表
8
涌出测试设备
2、瓦斯隧道开挖方案
隧道通过瓦斯地层的原则:
加强通风、快喷锚。
隧道通过有瓦斯溢出地层，每次开挖进尺控制在3m以内，采用台阶法开挖，保证每次开挖面积小，瓦斯溢出量不大，开挖轮廓能够迅速得到支护。
每开挖循环出渣通风后，工人进入掌子面，需先测瓦斯浓度，在其不超标的前提下进行施工作业。
开挖前,首先在隧道拱部打设超前小导管，对拱部进行超前预加固，然后在超前小导管和注浆加固后的拱圈保护下，利用风镐、湿钻进行拱部开挖。
隧道岩石土质地段采用人工配合机械法开挖，石质地段采用钻爆法开挖，使用2#煤矿硝铵炸药，毫秒延期电雷管微差正向起爆，雷管最后一段延时不大于130ms。
对于正洞大断面开挖，考虑爆破效果、安全等因素，只能采用台阶分步法方案，在台阶开挖所暴露的周边部分,可采用喷射砼及时封闭,防止瓦斯逸出。
3、瓦斯隧道支护衬砌方案
瓦斯隧道爆破开挖之后，及时进行架设钢架和喷混凝土支护，保证开挖段的安全稳定。
进行支护作业时,要随时检测瓦斯浓度，重点检测拱顶、拱脚及超挖处，台架、少量坍塌面等易于形成瓦斯积聚的地方。
支护时若需要电焊作业，须先检测瓦斯浓度在其不超标的前提下方可实施。
快锚喷:
爆破过后，待允许进洞时，找顶后立即施工初喷混凝土。
洞身开挖支护完成后,经施工监测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定;
已产生的各项位移已达到预计位移量的80%～90%;
水平收敛（拱脚附近）速率小于0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.15mm/d后进行边墙及拱部衬砌施工。
当支护变形量大,支护能力又难以加强,变形有明显收敛趋势时,在报请监理、设计、建指批准后,提前施作二次衬砌。
洞口段未衬砌时采用便携式瓦斯检测仪人工检测；
当洞内衬砌施作后，采用便携式与固定式相结合的方式并配置矿井瓦斯自动报警仪；
固定式瓦斯检测仪设置在距离洞口30m处，以及掌子面附近和瓦斯易于积聚的衬砌台车前后。
二次衬砌台车附近由于断面变化瓦斯容易积聚，要加强瓦斯监测并设局扇加强通风。
（三）隧道施工用电及照明方案
照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，在低瓦斯工区不大于220V，远距离控制线路的额定电压不大于36V。
1、配电导线选择
洞内线路采用铜芯线，设置配电箱并安装漏电保护器。
洞内施工考虑长距离降压选用大截面185平方毫米。
2、电缆线路的安全措施
（1）高压电缆的选用符合以下规定：
①固定敷没的电缆根据作业环境条件选用；
②移动变电站采用监视型屏蔽橡套电缆；
③电缆采用铜芯线。
（2）低压动力电缆的选用符合以下规定：
①固定敷设的电缆采用铠装铅包纸绝缘电缆、铠装聚氯乙烯电缆或不延燃橡套电缆；
②移动式或手持式电气设备的电缆，采用专用的不延燃橡套电缆:
③开挖面的电缆必须采用铜芯。
（3）固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。
（4）电缆的敷设符合下列规定:
①电缆悬挂。
悬挂点间的距离不大于3m。
②电缆不能与风、水管敷设在同一侧，当受条件限制需敷设在同一侧时，必须敷设在管子的上方，其间距大于0.3m。
③高、低压电力电缆敷设在同一侧时，其间距大于0.1m。
高压与高压、低压与低压电缆间的距离不小于0.05m。
（5）电缆的连接符合下列要求:
电缆与电气设备连接，使用与电气设备的防爆性能相符合的接线盒。
电缆芯线必须使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接。
3、配电箱的安全措施
①总配电屏设在配电房内,分配电箱安装在用电设备或负荷相对集中的地方。
分配电箱与开关箱的距离不得超过30米，开关箱与其控制的固定用电设备的水平距离不宜超过3米。
②配电箱,开关箱周围应有足够二人同时工作的空间和通道,不得堆放任何妨碍操作;
维修的物品。
③配电箱;
开关箱应采用优质绝缘材料制作,安装应端正牢固,箱底面与地面的距离在1.2—1.5米之间。
④箱内工作零线应通过接线端子板连接,并应与保护零线接线端子分设;
箱体的金属外壳应做保护接零,保护零线必须通过接线端子连接。
⑤配电箱;
开关箱必须防雨,防尘。
导线的进线口和出线口应设在箱体的下底面,并要求上部为电源端,严禁设在箱体的上顶面,侧面,后面或箱门处。
进出线应加护套分路成束并做防水弯,导线束不得与箱体进出口直接接触。
4、照明电器设置
（1）开挖工作面附近的固定照明灯具，必须采用EXdⅠ型矿用防爆照明灯；
移动照明必须使用矿灯。
（2）在一个工作场所内不能只装局部照明,照明器具和器材的质量应合格;
不得使用绝缘老化;
破损的器具和器材。
（3）在正常湿度时,选用密闭型防水防尘的照明器或配有防水灯头的开启式照明器,在有振动的场所选用防振型照明器。
（4）单相线路中,零线与相线截面相同;
单相照明回路的开关箱必须装设漏电保护器,严禁照明零线通过熔断器。
（5）电气、灯具的相线必须经开关控制,不得将相线直接引入灯具;
不得把照明线路挂设在无绝缘措施的金属物体上;
移动照明导线应采用电缆线。
5、备用电源
由于本工程为瓦斯隧道，为了保证在电网停电时，轴流通风机能正常运行往洞内通风，在洞外配电房各安装一台400kw内燃发电机组，供给轴流通风机。
在配电屏的输出端各安装一把倒向刀闸，保证在用内燃发电机供电时与当地电网隔离，避免发生事故。
（四）瓦斯检测设备与操作
1、瓦斯检测与监控
（1）瓦斯检测与监控目的
瓦斯检测与监控的目的是随时掌握洞内各处的瓦斯浓度或有无瓦斯存在，以指导施工中应采取的施工方法和采用的施工设备。
（2）瓦斯检测与监控方法
隧道瓦斯检测具体实施方法：
采用“双保险”监测措施监测。
在隧道洞口值班室安装矿井瓦斯检测自动报警监测系统，洞内靠近台车处及掌子面设固定式瓦斯检测仪配合人工便携式瓦斯仪现场监测相结合，对洞内各个作业面进行24小时全天候监控。
井瓦斯检测自动报警监测系统
矿井瓦斯检测自动报警检测系统采用JCB4型，其由一个主机与三个检测探头组成。
主机安装在洞口值班室，三个瓦斯检测探头安装在开挖作业面20m范围内。
拱部安装一个瓦斯检测探头，两侧拱墙各安装一个瓦斯检测探头。
②瓦斯监测自动报警系统主机，由专职瓦检员进行监控。
主机显示各路探头所在区域瓦斯浓度。
当瓦斯报警系统探测到瓦斯发出报警声音,专职瓦检员根据瓦斯监测系统反应数据进行判断。
a当开挖作业面风流中瓦斯浓度大于1.5%，开挖作业面回风流中瓦斯浓度大于1%，开挖作业面内，在体积大于0.5m3的空间局部瓦斯浓度大于2%，立即撤出作业人员，切断电源进行处理。
b当隧道总回风流中瓦斯浓度小于0.4%时，加强隧道通风。
c当隧道总回风流中瓦斯浓度大于0.4%时，立即查明原因，进行处理。
瓦斯监控检测设备列表
便携式瓦斯仪
BCY5-JCB4
13
台
固定式瓦斯仪
FGD2-A-EX
甲烷断电报警仪
ZH247
矿井瓦斯自动检测报警仪
JCB4
光学瓦斯检测仪
CGJ10
（3）便携式瓦斯监测仪检测
便携式瓦斯监测仪采用BCY5-JCB4型，由专职瓦检人员佩戴，对隧道内瓦斯进行实时任意处瓦斯浓度检测。
专职瓦斯检测员对瓦检仪检测数据进行判断。
2、瓦斯检测的实施
瓦斯检测手段
瓦斯检测采用人工检测和安全监测系统两种手段。
人工检测瓦斯时，报警点定为0.4％；
安全监测系统监测时，报警点设为0.4%，断电点设置为0.8％。
当瓦斯自动监测系统报警时，瓦检员通知通风人员将风机转速提高，加大风机供风量；
同时瓦检员加强对报警点及附近20m的瓦斯浓度检测，当瓦斯浓度继续增大且不大于0.8％时，瓦检员通知瓦斯报警点的施工负责人安排该工作面工作人员将洞内施工机具整理好，并有秩序的撤出洞外；
当瓦斯浓度上升较快并迅速超过0.8％时，安全监测系统断电装置断电，施工负责人安排该工作面工作人员立即撤出洞外，恢复正常通风瓦斯浓度降低到安全范围内后安排挖检员进洞检测，安排对断电区内的机电设备进行检查，证实完好后，方可人工复电正常施工。
同时瓦检员加大对该工作面瓦斯浓度的检测频率，密切注意瓦斯浓度的变化。
当瓦检员携带的便携式瓦斯检测仪或光干涉甲烷测定器报警时，立即通知该工作面施工负责人，该处立即停工，并及时通知通风人员加强通风。
若是局部瓦斯积聚的地点瓦斯检测仪报警，瓦斯浓度未达到0.8％，瓦检员通知通风人员对该地点加强通风（采取空气引射器吹散等措施），并继续加强瓦斯浓度检测，该地点可继续施工，但绝对避免火源的产生；
当局部瓦斯积聚的地点瓦斯浓度大于0.8％时，瓦检员通知该工作面的施工负责人，该地点及附近20m立即停工，并切断该处电源，撤出工作人员，同时通知通风人员加强通风措施，瓦检员加强瓦斯浓度的检测。
如果有两台瓦斯检测仪浓度检测结果不一致时，以浓度显示值高的为准。
瓦检员在8小时内将瓦斯检测仪器送技术室校准。
瓦检员加强对便携式检测仪的充电与维护管理工作，使用前检查便携式瓦斯检测仪的零点是否漂移过大和电压欠压。
零点漂移过大或电压欠压的瓦斯检测仪，不得使用。
零点漂移过大的瓦斯检测仪及时送试验组校准。
瓦检员做好人工瓦斯检测记录，瓦斯检测结果及时上报，并在检测地点的瓦斯警示牌上公布。
（五）通风管理
1、成立通风管理小组
（1）工区成立以工区经理为组长的通风领导小组，组员为安全部部长、工程部部长、质量部部长、保障部部长及施工班组长。
（2）施工队成立专门的通风班组负责通风设备的安装、使用、维修、维护工作，每天进行巡检。
保证管路顺直，无死弯、漏洞，其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。
2、建立健全通风管理制度
（1）通风管理制度
风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业，必须严格遵守风机的操作规程，熟悉通风系统性能。
隧道通风系统必须经验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。
保证隧道24小时连续不间断通风，风量、风压必须满足规范和施工组织设计要求，不得随意停风。
当移动模板台车时，风机采取低档位供风，以保证供风的连续性。
钻眼、喷锚、出碴运输、安装格栅钢架、掌子面塌方、塌方处理、瓦斯浓度大于或者等于0.5%时，风机要高速运转，加强检测确保洞内任一处瓦斯浓度降至0.5%以下才能施工。
风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，确保正在使用的通风机出现故障后15分钟内启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。
安装在洞内的射流风机、局扇均应实行专用变压器、专用开关、专用的供电线路、风电闭锁、瓦斯电闭锁装置。
（2）通风系统定期检查制度
工区组织每周对通风系统进行检查，通风班组长每天对通风系统例行检查，通风工必须做好日常巡查。
项目部组织一月检查一次。
通风设施安装完正常运转后，每10天进行1次全面测风，对掌子面和其他用风地点，根据实际需要随时测风，每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。
若风速不能满足规范要求，采用适当的措施，进行风量调节。
每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，如漏风率大于1%时，分析查找原因，尽快改正，确保送至掌子面的风量与设计相符。
建立通风系统运行管理档案，档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。
值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录，通风班长每天、工区主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认，并由物资部负责建档保存。
每周用风速测定仪对风速进行人工检测。
（3）通风管理交接班制度
必须实行通风管理交接班制度，交接双方签字认可，对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚，交接班记录由工区主管副经理每天定时予以审核签字。
（4）停风报批制度
风机的停运，关开、变速由监控中心专人负责调度指挥，并且做好相应的记录并签认后备查，其他任何人不准擅自停机。
因通风系统检修及其他原因需要停风时必须提前提出申请，逐级上报，根据停风时间长短由相关负责人审批后方可实施。
停风在30分钟以内的，由当班人员报工区主管副经理审核后，由驻地监理工程师批准实施。
停风时间超过30min的，由当班人员报小组组长审核后，由驻地监理组长批准实施。
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