浅谈隧道瓦斯段揭煤防突施工技术

摘要：瓦斯隧道施工作为隧道建设中的难点工程，其设备配置和施工作业程序，都紧紧围绕揭煤防突来实施，施工中采取必要的防患技术措施可以大大减少甚至杜绝重大事故的发生。

关键词：隧道；瓦斯；揭煤防突；施工

Abstract: Gas tunnel as the difficulty in tunnel construction works, the device configuration and construction operating procedures are closely around the coal seam and to implement, to take the necessary precautionary measures in the construction of technical measures can greatly reduce or even eliminate the occurrence of major accidents.

Key words: tunnel; gas; through coal seam; construction

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

引言：隧道施工作为道路建设中不可或缺的一部分，本身就技术难度大，安全风险高，而瓦斯隧道的施工尤为突出，稍有不慎，瓦斯突出，甚至引起爆炸，造成不可挽回的经济损失和人员伤亡，其对施工企业和在建工程造成的负面影响将是不可以估量的。所以，瓦斯隧道的施工除采取常规隧道施工的技术、安全措施外，还得有一套专门的揭煤防突施工技术，以保证过瓦斯段时安全，快速的施工。本文就自己在施工中曾采用过的技术方法作一总结。

一、总体施工要求

瓦斯隧道施工中应开展以物探、钻探、地质法等手段的综合超前地质预报工作，以准确掌握煤层位置、产状（走向、倾向、倾角）、煤层厚度，以防止误穿煤层，同时对是否存在采空区及采空区规模、性质等进行预报；加强瓦斯监测与通风，以防止瓦斯超限；对各煤层揭煤前进行煤与瓦斯突出危险性预测，当有突出危险时，必须采取防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施；当无突出危险时，采取安全防护措施后施工。

二、 防治煤层突出措施

防突措施包括：突出危险性预测预报、防治突出措施、防治突出措施效果检验和安全防护措施四个部份。突出危险性预测预报措施，采用综合指标法进行预测，防治突出措施，钻孔抽放瓦斯和远距离放炮揭开各煤层，防治突出措施效果检验，采用钻屑指标法，防护措施，远距离放炮、压风自救系统。隧道瓦斯防突措施以排放瓦斯为主，方法如下：当工作面距煤层最小垂距小于3.0m时，进行排放瓦斯钻孔。施钻排放瓦斯范围，拱部为两侧开挖轮廓线向外5.0m，拱顶向上7.0m；下部为两侧向外5.0m，隧底向下为3.0m。瓦斯排放孔孔径为φ108，钻透煤层并进入底板岩层不少于0.5m，各钻孔底间距不大于瓦斯排放半径R两倍。

煤层段采用中壁法施工，在上台阶设3个超前探钻孔以初期探明煤层的大致里程位置。在距初探煤层位置10m处设3个取芯探孔，以确切掌握煤层层位、倾角、厚度、顶（底）板岩柱、地质构造等煤层赋存情况。在距初探煤层位置5m处设3个超前探测孔，要求穿透煤层全厚，并收集全部煤屑，并测定瓦斯涌出初速度，根据收集的煤层钻屑、瓦斯涌出初速度及钻孔过程中是否出现顶钻、夹钻、喷孔等瓦斯动力现象分析预测煤层瓦斯含量，评估煤层瓦斯是否具有突出危险性。防突作业流程见图。

揭煤防突作业流程

1、揭煤防突各工序要求

①.超前地质综合预报

煤系地层段开展以超前钻孔（开挖一段，均采用型钢支护一段，为了避免在打超前钻时发生突出造成人身事故，先将工作面钻孔部位用木板背严，然后再开钻）、地质素描法等手段的综合超前地质预报，以预测煤层位置、产状、煤层厚度等，

②.确定煤层层位（探测孔）

当超前地质综合预报前方有煤层时，正洞Ⅰ部掌子面在距推测10m垂距处，施作3个Ф89探测孔。探测孔必须穿透煤层全厚且进入顶（底）板煤层部不小于0.5m，详细记录岩芯资料，以掌控煤层位置，走向、倾向、倾角、煤层厚度、瓦斯储存情况等。

③.煤与瓦斯突出危险性预测（预测孔）

正洞掌子面距煤层5m垂距处，施作3孔Ф89穿透煤层全厚的预测孔，测定煤层瓦斯压力，煤的瓦斯放散初速度与坚固性系数，钻屑瓦斯解吸指标等，为准确测定煤层原始瓦斯参数。预测孔与超前钻孔，探测孔见煤点的距离不小于5m。

④.瓦斯排放（排放孔）

当预测煤与瓦斯有突出危险时，揭煤前应采取瓦斯排放或瓦斯抽放等措施。

排放孔施工前应加强排放工作面及已开挖段的支护，防止坍塌造成突出；排放孔施工过程中应注意观察各种异常情况及动力现象，当某孔施工中动力现象严重，可暂停该孔施工，待其他孔施工完后再补钻该孔；每钻完一个孔应检测该孔瓦斯浓度，以后每天进行两次，掌握排放效果和修正排放时间。钻孔过程中应加强工作面风流及回风道风流中瓦斯浓度检测，当排放工作面瓦斯浓度达到1.5％时，应立即撤出人员，切断电源，加强通风。

⑤.防突措施效果检验

瓦斯排放措施实施后，应进行瓦斯排放效果检验，以确认是否有效，当检验结果的各项指标都在该煤层突出危险临界值以下，则认为措施有效，否则，认为措施无效，应采取延长排放时间，增加排放孔数量。瓦斯抽放等补救措施。效果检验方法及要求同煤与瓦斯突出性预测。

表2-1预测石门揭煤工作面突出危险性临界值

表2-2预测煤巷掘进工作面突出危险性临界值

防突效果检验指标的临界值应根据实测数据确定，当无实测数据，可参照上表所列指标。检验结果其中任何一项指标超标，或在打检验孔时发生喷孔、顶钻、夹钻等动力现象时，则认为防突措施无效，必须采取补充防突措施。

三、揭煤施工方法及要求

1、揭煤方法

过煤系地层段采用中壁法开挖，凿岩机钻孔（湿式钻孔），楔形掏槽。分部开挖，煤层段时采用安全等级不低于3级的煤矿许用乳化炸药，采用煤矿许用毫秒延期电雷管起爆，不偶合系数为1.25～2.0。设计炮眼直径42mm。

揭煤前，先做好已开挖部位的系统锚杆、钢架、喷射砼等初期支护及超前支护等防护措施。进入煤系地层段后，必须采用湿式钻孔（在有煤层中钻孔时，采用煤电钻进行钻孔），煤破作业采用煤矿许用炸药，并采用煤矿许用电雷管,防爆型起爆器起爆。其中，炸药安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

隧道采用震动放炮一次揭煤，每次只能揭一层煤，不得同时多层揭煤。隧道内采用分部揭煤，各部逐一揭煤，当一层煤揭完后方可准备下一层煤揭煤工作。揭煤前，工作面与煤层之间要留足安全岩柱，石门工作面距煤层的垂距不得小于2m，若围岩松散破碎，还应适当增加。当石门揭穿后，在半岩半煤中掘进，各掘进工作面始终保持前方安全区不得小于5m。正洞各分部断面应尽量一次揭开煤层，不能一次揭开煤层全厚时，在施工剩余部分时，也必须采取防突措施。

石门开挖工作面距煤层的最小垂距是：急倾斜煤层2m，倾斜和缓倾斜煤层1.5m，如果岩层松软、破碎，再适当增加垂距。