煤系地層隧道施工中揭煤施工技術管理研究

姚二華

(云南云路工程監理咨詢有限公司，云南 昆明 651000)

1 煤系地層瓦斯隧道安全揭煤技術探析

(1)超前探測。超前探測主要分為初步探測和精確探測。初步探測主要表現為在接近突出的煤層時，在準備開挖的工作面上打一個孔，便于之后的深入探測。超前探孔大概有17.5 m左右。精準探測是在開挖前打三個孔，比初步探測所打的孔要深10 m左右。在全部步驟完成之后，可以把煤芯取出，從而更加準確的探測煤的深度，同時可以測算出煤層所處在的位置，以及更加詳細的情況。在對煤層進行分析時，所描繪的現象將瓦斯分布情況動態展現。

在探孔施工中，務必要確保探孔穿透煤層進入底板的距離要超過0.5 m，在將煤芯取出過程中需要保證煤芯的完整度，不能出現破損或者損壞。在穿透煤層之后，相關人員需要干鉆取樣，對樣品性質進行綜合分析。探孔的半徑要大于38 mm，確定出當地的地質狀況或者瓦斯分布情況。相關施工人員在鉆孔中要詳細記錄孔內漿液的組成和分布情況，并根據一孔多用的原則確定出孔的具體位置，最大程度發揮出探孔的排放瓦斯作用。

(2)危險預測。在瓦斯濃度較大的區域，相關施工人員需要注意瓦斯測壓孔的位置要在煤層垂直上方5 m，并在此過程進行危險預測，危險預測的位置在煤層開挖工作面的3 m左右。在開展危險預測工作時，工作人員需要注意以下幾個方面：揭煤施工技術是采用的瓦斯壓力和鉆屑指標法。煤巷挖掘采用的是分析瓦斯涌出初速度法或者“R”指標法。在對突出危險預測中，相關指標務必要確保在臨界指標以內，而確定臨界指標的方法如下：首先測量實際工程中的相關數據，然后從相關指標中找出危險臨界值的實際數值。

(3)防突方法。加強隧道通風：施工人員在進行隧道挖掘時，需要加強通風，能極大的降低瓦斯濃度和瓦斯量，避免瓦斯爆炸情況出現。對于高濃度瓦斯隧道，則需要設置兩套通風機和電動機，且每一臺機器都需要配置專用開關和線路，避免機器運行過程中因為線路問題造成相互影響，全面保證機器的穩定高效運行。在瓦斯濃度較低時，相關人員可以適當的減少通風機的數量，而備用機械的啟動時間務必不能超過十分鐘。排放瓦斯：當瓦斯含量較低時，通常采用兩種排放手段，第一是自然排放，第二是通風筒排放。自然排放顧名思義是讓瓦斯以自然消散的形式排出，而在利用通風筒排放時，需要利用風筒將礦內瓦斯引入到20外的專門坑道中，以此確保后續放炮的正常開展。當瓦斯的含量過高，會導致噴出的時間增加。在此情況下，為了減少污染，需要采用插管排放。當瓦斯的分布范圍交廣，就可以采用抽放法。采用這種方法的時候，需要保障員工的安全，需要停止挖掘工作，將管道堵住。防治瓦斯噴出手段：當瓦斯含量不高裂縫也較小時，只需要采用粘土將裂縫補上，以此來降低瓦斯噴出的概率。防止突出：在開挖工作面上打下鉆孔，鉆孔位置在垂直煤層2 m處，并在鉆孔周圍形成卸壓帶，全方位防止突出。

(4)對于防突效果的檢驗。防突效果的檢驗位置在距離煤層垂直上方2 m出，在開展相關檢驗時，需要參考“瓦斯隧道技術規范”，存在任何一項指標不符合規程規定以及在打檢驗孔時有噴孔情況發生都可以判定為檢驗無效。

(5)揭煤施工。揭煤施工方法的影響因素包括兩大方面：隧道斷面面積以及煤層突出危險程度。通常而言，在煤系地層施工階段會采用兩種物品，毫秒電雷管以及煤礦炸藥，毫秒電雷管的爆炸時間需要小于130 ms，煤礦安全炸藥的爆炸威力也有明確規定，通常為巖石銨銻炸藥威力的0.8倍。在揭煤安全施工過程中，需要注意以下幾個方面：首先是初期支護需要緊跟工作面，以此來降低瓦斯泄露的概率。利用風槍鑿眼放炮，該項施工流程需要在支護120 min之內完成，以此極大的保障混凝土質量和強度。在出現巖石破碎情況時，很容易出現卡鉆現象，該現象會極大的影響鑿眼時間，施工人員通常會采用降低藥量或者縮小炮眼的方式減少不良現象的發生。

2 煤系地層隧道施工中的其他施工技術

(1)減沉開采：減沉開采主要包括條帶開采、填充開采以及注漿開采。條帶開采存在一定的技術問題，主要包括資源浪費較大、煤礦的產量較低等。充填開采則需要大量的充填材料，這就意味著填充成本較高，不適合于高產高效的煤礦開采需求。而為了在降低成本的同時減少環境破壞，當下使用較多的是對離層量大的區域進行注漿充填處理，這較為有效的控制了地表塌陷。

(2)煤礦地下汽化技術：煤礦地下汽化技術是對所儲存的氣體進行探測，最終得到可燃氣體的過程。簡單來說就是將煤通過化學反應轉換為汽化煤，更方便煤輸送到地面。此技術是基于化學反應，在技術實現的過程中，需要進行準確的判斷，判斷不同的氣體所產生的不同作用。在汽化過程中，需要不斷的提升技術，保障環境的良好發展，在開采過程中，對勞動力的安全得到更多的保障。在煤礦的氣化過程中，需要找到適合的條件，促使技術可以更好地展現其效果。煤層中，隨著厚度的增加，產生的熱氣也會不斷的增加，當煤礦中的灰氣含量超過40%時，產生的熱氣值將會大幅度下降，而當夾石層的厚度大于煤礦總厚度的30%時，就會極大的損失煤礦，其損失率有時會高達40%，在此背景下進行煤礦的汽化，不僅會對環境污染增加，還會導致煤礦的純度不高，更不能很好的保障員工的安全。在化學反應中，讓區域內的受熱不均勻，最終導致煤礦的損失慘重。風中的氧氣含量，也是應用汽化技術的關鍵。在使用技術的時候，需要保障風中的氧氣含量足夠，這樣會減少對空氣的污染，減少氮化物的產生。氧氣可以增加可燃度，氧氣的含量也會提升熱值，保證開采轉化順利。對于更深層的煤礦，產生的污染也更多，需要開采更加適合的技術對煤礦進行開采，提高經濟效益，減少環境污染。煤礦汽化的技術還存在一定的問題，想要提高煤礦的經濟效益，需要加強對安全性的研究，對于安全系數不高的煤礦，或者煤礦儲存層較薄的情況，可以采用煤礦地下汽化技術。

3 總 結

在煤系地層隧道中采用揭煤施工時，施工人員必須要能夠熟練掌握該技術，在施工過程中要注意加強支護和進行定期檢測，注重瓦斯通風，以及做好揭煤、防突以及瓦斯排放工作，嚴格按照相關施工流程和標準展開施工，在提升安全揭煤施工效率的同時，降低瓦斯爆炸事故發生的概率，確保施工人員的人身安全。