瓦斯隧道安全揭煤施工技术

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1、瓦斯隧道安全揭煤施工技术刘新明〔摘要〕本文通过贵州水柏铁路E标段土地丫口隧道出口瓦斯工区C－3煤层施工实例，介绍了有效预测煤层位置，防止瓦斯事故的一种方法，为类似隧道施工提供了一个例证。〔关键词〕瓦斯隧道、煤层预测及定位、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯排放、安全措施。前言贵州水柏铁路E标段土地丫口隧道（中心里程D1K11+272）出口工区为瓦斯隧道工区，里程为D1K211+500～+905，总长为405m。原设计隧道贯穿五道煤层，该地层为以陆相为主的海陆交互相沉积的砂、泥岩夹煤层。施工队伍进场后，距离出口工区右

2、侧96m左右的联营煤矿煤洞发生瓦斯爆炸。此事引起了施工单位的高度重视。隧道掘进中采用5m长钎预测到C－4煤层的出现，通过钻机前探对煤层位置准确测定后，确认该煤层即为联营煤矿发生爆炸的同一煤层。经煤层突出危险性检验，检验指标K1大于0.5，也证实该煤层有煤与瓦斯突出危险。施工从出口往进口方向推进，随后的C－3、C－2、C－1煤层皆为类似情况，并且越往进口方向，煤层的瓦斯赋存量及瓦斯压力越大。为此，施工单位逐层进行检测和措施排放工程，严格按煤与瓦斯突出煤层组织施工管理。在隧道开始进洞后不久附近煤矿又发生煤尘与瓦斯

3、爆炸，距煤洞洞口10m远处的卷扬机房顶被冲击波抛到30m以外并伴随大量煤粉突出。此时隧道正处于有煤地层的施工中，此事再次给施工单位敲响了警钟，由于该煤矿开采煤层与本隧道为同一煤系，均为上煤组煤层，为此施工单位严格按防突细则有关规定进行管理。确保了安全顺利完成出口瓦斯工区穿过各道煤层的施工任务。1、施工过程简介施工流程图见图1图1：C3煤层揭煤施工程序框图2、煤层预测及定位为有效预测煤层位置，防止在隧道掘进中误撞煤层，在过完C－4煤层后，从D1K11+764.4起首先利用5m长钎前探煤层，经过多次长钎前探，直到

4、见煤且长钎置于煤层中为止，再改用钻机前探，确定煤层位置。2.1风钻长钎前探煤层采用风钻长钎前探C－3煤层钻孔布置见图2（下页）：钻孔有关参数见表1：图2：C3煤层风钻长钎前探控制图表1C－3煤层风钻长钎前探工程量一览表孔号方位倾角见煤过煤穿煤厚孔深一探1＃350°35°3.24.3m1.15m2＃30°35°3.54.8m1.35m二探1＃350°35°1.52.6m1.15m2＃30°35°1.82.9m1.35m三探1＃350°35°1.1m1.15m2＃30°35°1.3m1.3m5m四探1＃350°3

5、5°无5m2＃350°35°无5m五探1＃355°35°无煤5m2＃30°35°无煤5m六探1＃355°35°3.8煤5m2＃30°35°4.2煤5m七探1＃355°35°1.24.65m2＃30°35°1.555m八探1＃2＃总长70m从上表中可知1～3次前探都穿过了一层0.8m厚的煤层，在确认其不是C－3煤层后，继续前探，直到第六次前探，见煤后采用水平钻机钻孔前探预测煤层赋存情况。其实，像一次前探所遇到的0.8m厚的煤层，在C－4与C－3之间还存在七道，其厚度从0.3m－1m不等，称为煤线组，其煤线间距较

6、小，煤层间岩层节理发育，经过常年瓦斯释放，已无瓦斯突出危险，对隧道施工几乎没有影响，所以施工中并没有把他们看成设计意义上的真煤层。2.2水平钻机前探煤层钻孔布置如图3：图3：C3煤层钻机前探控制图D1K11+721.4C3煤层钻机前探平面图表2：C－3煤层水平钻机前探钻孔参数表孔号方位倾角见煤（m）过煤（m）穿煤层（m）孔深（m）1#35°0°11.719.07.320.02#35°28°4.68.84.29.53#35°0°10.016.86.817.6钻孔总长度47.1经钻孔实探探后得出C－3煤层定位：（

7、1）上部隧道中线上见煤点（D点）里程，煤层倾角β推算：如图4，已知2＃孔见煤点到机中d1＝7.51m，1＃孔见煤点到机中d2＝14.18m，1＃与2＃孔夹角a12＝28°，机中里程为D1K11+723.9，β＝arctg3.52/7.55＝25°，D点里程等于B点里程加上1.8ctg25°而B点里程为机中里程减6.63+7.55，为D1K11+709.72则：D点里程为D1K11+713.6。（2）煤层厚度dd＝7.3（1＃孔穿煤厚）×sinβ=3.2m（3）煤层走向推算煤层走向与隧道中线的夹角atga＝4.

8、33/2.3，a＝arctg4.33/2.3＝62°3、煤与瓦斯突出危险性预测3.1瓦斯压力测定探钻过程中，掌握了煤层赋存情况和围岩性质以后，更主要的是进一步了解煤层瓦斯状况，即瓦斯压力测定和煤层突出系数测定。为此，采用水平钻机前探煤层的1＃和3＃钻孔，按照《细则》附录二：煤层瓦斯压力测定方法进行封机测压，经压力测试观察7天，1＃测孔压力上升至0.98Mpa，3＃测孔压力0.87Mpa。根据《细则》