低瓦斯隧道瓦斯监控方案

低瓦斯隧道瓦斯监控方案

编制：

审核：

批准：

中铁十七局集团厦深铁路（惠深段）二工区项目经理部

二〇〇九年十二月

前言

为了确保我公司承建的厦深铁路（惠深段）XSGZQ-11标隧道的施工安全及参建人员的生命财产安全，确保施工质量、工程进度，吸取以往瓦斯爆炸事故教训，杜绝同类事故再次发生。特制定本《低瓦斯隧道瓦斯监控方案》，请参加隧道施工的作业班组务必按照《低瓦斯隧道瓦斯监控方案》组织全体干部员工认真学习，并严格按照该方案遵照执行，确保隧道施工安全。

一、工程概况

本标段隧道共计5538米/6座，其中1000米以上的4座，围岩类别全部为Ⅳ或Ⅴ级围岩，采用三台阶七步开挖法和双侧壁导坑法开挖，明洞部分采用明挖法开挖。隧道区内地层主要有：粗角砾土、粉质黏土夹碎石，局部碎石土，下覆基岩为石炭系砂岩、粉砂岩、炭质页岩互层，红褐～灰黑色，全～强风化。根据设计说明，嶂背隧道、山塘隧道、联合隧道和荷坳隧道局部穿越薄煤层，有瓦斯突出的危险，但是根据设计院提供的钻探数据显示，未发现存在瓦斯。

二、瓦斯的基本特征、来源和放出类型

1、特征

瓦斯是一种无色、无味、无臭的一种混合气体，主要成分为甲烷(CH4）与乙烯（C2H2)，比重为0.554，具有能燃烧，能爆炸，能使人窒息的多种危害性，但它的最主要的危害是燃烧爆炸。

瓦斯极易燃烧，但不能自燃，当与空气混合到一定浓度时，遇火源能燃烧或爆炸。当坑道中的瓦斯浓度小于5％或大于16％时，遇到火焰只是在火源附近燃烧而不会爆炸；瓦斯浓度在5％~6％到14％~16％时，遇到火源便会爆炸，9.5％左右时爆炸威力最大，但瓦斯浓度大于43％时，一般遇火也不能燃烧，瓦斯浓度爆炸界限见表1。

表1 瓦斯浓度爆炸界限

2、来源

矿井中的瓦斯产生有以下四个来源，即从采落下来的煤炭内放散出来

的，从采掘工作面的煤壁内放散出来的，从煤巷两帮及顶底板放散出来的，从采空区周围煤壁中放散出来的。

3、放出类型

瓦斯放出是地层中的瓦斯气体在地应力作用下沿岩体构造裂隙外漏的表现。归纳起来，发生瓦斯放出有二个主要因素：地应力、瓦斯和围岩结构，而地应力和围岩中瓦斯的存在是引起瓦斯放出的主要因素。从岩层中放出瓦斯，可分为几种类型：

(1）瓦斯的渗出：它是缓慢的地、均匀地、不停地从煤层或岩层的暴露面的空隙中渗出，延续时间很久，有时带有一种“嘶嘶”的声音。

(2）瓦斯的喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂隙或孔洞中放出，喷出的时间有长有短，通常由较大的响声和压力。

(3）瓦斯的突出：在短时间内，从煤层或岩层中突然猛烈地喷出大量的瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大的轰响，并夹有煤块或岩块。

以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为最大。

三、瓦斯预测预报技术措施

根据本标段隧道施工的特点，结合《铁路隧道工程施工安全技术规程》，拟采用超前探孔法对低瓦斯隧道实施瓦斯的预测预报。由于本标段隧道进行了有效的超前地质预报工作，我们将根据超前地质预报的数据来初步判断煤层位置，然后再由30米的超前探孔来进一步确定煤层的情况和是否会出现瓦斯。

1、超前探孔布置及个数见示意图；

2、根据瓦斯涌出与地质情况决定是否再增加超前探孔及钻孔深度；

3、钻孔机具：采用ZY-150液压防爆钻机；

4、钻孔直径：φ87；

5、预测项目：预测隧道未开挖掌之面前方的瓦斯压力、流量、浓度、衰减系数。根据预测出以上瓦斯参数决定采用行之有效的、安全的瓦斯治理防范措施；

超前探孔布置示意图

四、低瓦斯隧道的瓦斯监测

1、建立健全专职的瓦斯监测管理机构，以确保施工安全。

瓦斯监测管理机构的作用：主管各项管理制度的贯彻实施；了解和控制全隧道的瓦斯状况，指挥安全生产；负责揭煤防突方案的制定，并指挥实施；负责全隧道通风状态的现场量测，并进行评估和提出改进意见；检查和校正各种瓦检设备；预防瓦斯工作人员的上岗培训；管理各种通风设备；隧道瓦斯及防突工作报表填写。

隧道施工瓦斯监测体系见下图：

本标段成立专门瓦斯监测领导小组，由项目经理任组长，安全总监任副组长，生产副经理和各部室负责人及各工班负责人为组员，主要对瓦斯的监测工作进行监督、检查和制定应对措施。下设安全监察工程师和专职检查员，安全监察工程师定期对各低瓦斯隧道进行瓦斯检查，并将监测数据整理汇总后上报监测中心，专职检查员每工班两次携带便携式光学甲烷检测仪进行瓦斯巡回检查，建立检查台帐和监测数据记录，并执行日报制度。

瓦斯监测中心机构图见下图：

隧道瓦斯监测中心机构图

2、瓦斯监测方法及监测记录

掌子面爆破后，在距离掌子面20cm 处进行现场测量瓦斯浓度，测量位置为掌子面开挖轮廓内20cm 处以及靠近通风机通风口的100cm 处，现场读数，监测前使用检测仪的基座先将检测仪清零，检测仪设定的报警点为瓦斯浓度达到0.5%，当瓦斯浓度达到报警点时，瓦斯检测仪会自动报警，为施工提供应急保证。

专职检查员

专职检查员

专职检查员

专职检查员

安全监察工程师

安全监察工程师

负责人：张 涛

杨连峰

每日检测后及时填写监测记录，以便进行数据对比分析和全程追踪，数据记录表格如下：

隧道瓦斯监测记录表

瓦斯监测作业流程图

五、隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施

隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施见下表：

隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施表

六、瓦斯隧道施工的基本安全技术措施

1、电气设备安全技术规定：

1.1.所有洞内机电设备，不论移动或固定式都必须采用安全防爆类型。

1.2.禁止洞内电气设备接零。

1.3.检修和迁移电气设备（包括电缆移动、更换防爆灯泡）必须停电进行，不准带电作业。普通型携带或测量仪表（电压、电流功率表等）只准在瓦斯浓度1%以下的地点使用。

1.4.电缆的连续或分路时，必须使用防爆接线盒；电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能（防爆型或矿用型）一致的接线盒。

1.5.洞内任何操作人员（包括电、钳工），不得擅自打开电气设备进行处理。电气设备的修理工作应在洞外进行。

1.6.不准使用不合格的绝缘油。

1.7.瓦斯隧道供电，应采用双回路直供电源线路。

1.8.为了防止地面雷击波在隧道中引起瓦斯爆炸，必须注意以下几点：

①经由地面架空线路引入隧道内的供电线路，必须在隧道洞口外安设