煤層瓦斯隧道的施工特點及注意事項

【摘 要】近年來，我國鐵路公路等修建過程中瓦斯隧道所占比例越來越高，對于瓦斯隧道施工技術的要求也日趨增高。本文結合南呂梁山隧道施工實際，探討了煤層瓦斯隧道的施工特點，并提出了煤層瓦斯隧道施工的注意事項。

【關鍵詞】煤層瓦斯隧道；施工技術；注意事項

隨著我國交通事業的不斷發展，穿越煤層的瓦斯隧道建設越來越多，施工難度也越來越大。例如南呂梁山隧道4#斜井有一段正穿煤系地層，存在煤與瓦斯突出、煤層自然發火的危險，施工難度很大。因此，對于煤層瓦斯隧道的施工特點及注意事項的研究是很有必要的。

1、煤層瓦斯隧道的施工特點

1.1需配備地質信息預報系統

由于煤層瓦斯隧道施工的特殊性，其施工環境危險系數較高，因此其地質信息的預報工作就顯得尤為重要。一般的地質預報采用地質調查、地質雷達以及紅外線探頭等技術的結合來進行地質預報，還有一些大型的煤層瓦斯隧道施工中會使用更為先進的信息化、計算機化的設備來進行地質信息預報，預報時效性和準確率更高。

1.2需配備危險監測系統

煤層瓦斯隧道中的危險監測系統一般分為兩種，第一個種是人工監測系統。由于煤層瓦斯隧道施工的特殊性，其施工環境中可能存在瓦斯等對人體有害的氣體，因此在煤層瓦斯施工過程中需要配備具有相關資格的瓦檢員，同時瓦檢員還會配備便攜甲烷傳感器等有害氣體的檢測儀器；另一種是全天候自動監測報警系統。工況環境中會安裝瓦斯探頭，一旦探頭發現瓦斯氣體，信息就會反饋給控制中心，然后控制中心會發出警報并切斷工作用電源。

1.3配備進洞管理系統

煤層瓦斯隧道的施工環境中一般會配備進洞管理系統，這個系統由兩個部分組成，一部分是進洞人員自動跟蹤系統，一部分是人工值班制度。前者有電子信息設備通過要求進洞人員刷卡等方式自動跟蹤進洞人員，后者是指執行人工值班制度，通過設置專門值班室、人工登記、巡邏等方式跟蹤進洞人員。完善的系統管理系統對于施工人員的保護、事故的發生時的救援工作都有十分重要的作用。

1.4電力管理良好

煤層瓦斯隧道內的電力系統的良好管理不僅能夠提供電力保證整個施工設備以及安全檢測設備的運行，而且良好的電力設備管理對于事故后的救援也意義重大。良好的電力管理包括制定專門的電力管理方案、電力供應采用多電源供電、電力系統維護及時等。

1.5施工環境通風系統設計良好

施工環境中的通風系統設計對于隧道內瓦斯等有害氣體事故的發生有直接影響。一般情況下，低瓦斯區段采用壓入式通風，高瓦斯區段采用巷道式通風；煤層瓦斯隧道開挖面必須采用獨立通風；隧道內的氧氣含量不能低于20%等。想要滿足這些通風要求，就必須設計良好的通風系統。

1.6爆破作業特殊

由于煤層瓦斯隧道處于煤系地層之中，其爆破作業與一般的爆破有許多不同之處，包括煤層瓦斯隧道爆破使用的炸藥必須是專用的炸藥，爆破起爆方式必須是電力起爆、裝藥方式和裝藥量有特殊要求等。

2、煤層瓦斯隧道施工的注意事項

2.1注意煤層瓦斯隧道的絕對瓦斯涌出量

在正常的施工情況下，煤層瓦斯隧道單位時間內涌出的瓦斯量叫做絕對瓦斯涌出量。其一般可以通過總回風風量以及瓦斯濃度測試出來。隧道內的絕對瓦斯涌出量和隧道所處的地質情況有很大的關系，一般來說，接近煤層時瓦斯涌出量會顯著增加。人們可以通過測定絕對瓦斯涌出量來確定隧道的瓦斯等級。由中鐵十一局第五工程公司承擔建設的南呂梁山隧道4#斜井穿越石炭系太原組（C3t）、本溪組（C2b）煤系地層，該段煤層具有自燃性，煤塵具有爆炸性，為主要瓦斯逸出區。

2.2完善安全監測系統

完善的煤層瓦斯隧道安全系統應該包括能夠提前預測地質信息的地質信息預報系統，能夠及時發現危險的危險監測系統以及能夠跟蹤施工人員的進洞管理系統等。對于地質信息預報系統，可以加大信息技術的應用，提高整個系統地質信息預報的時效性和準確度；對于危險監測系統，可以采用互補型的監測方式，避免單一監測方式帶來的數據不準確問題。一方面，可以采用人工監測方式和全天后自動監測報警系統進行互補，自動監測報警系統可以24小時不間斷監測隧道內的工況，及時發現瓦斯泄漏等危險情況，而人工監測可以彌補自動監測系統的監測盲區，隨時對一些細微的地方進行安全監測；另一方面，可以采用便攜式沼氣報警儀、便攜式光干涉式甲烷測定器以及瓦斯監控系統等多種監測設備協同工作，共同監測安全情況，保證相關數據的準確性。另外，進洞人員管理也應采用人工值班制度與進洞人員自動跟蹤系統互補工作，通過人工值班登記、巡查和電子設備刷卡進洞等方式，確保掌握每位進洞人員的相關情況，便于進洞人員的管理和事故發生時的救援行動。南呂梁山隧道4#斜井施工過程中，制定了瓦斯監測和安全施工細則，并采用了較為完善的危險監測系統，較好的保證施工過程中的安全問題。

2.3使用合適的電力設備

由于煤層瓦斯隧道施工環境的特殊性，其施工電力設備的選用需要給與一定的關注。在隧道內非瓦斯區和低瓦斯區可以使用非防爆型電力設備，而對于工作于高瓦斯區和瓦斯突出區的電力設備，一定要選用防爆型的。在南呂梁山隧道4#斜井中，由于其存在爆炸性的煤塵，容易發生煤塵和瓦斯綜合性爆炸。因此，4#斜井中使用的電力設備應該是具有防爆特性的設備。

2.4采用特殊的爆破施工技術

為了適應煤層瓦斯隧道內的施工環境，爆破作業必須采用特殊的爆破施工方式。首先爆破用的炸藥必須是煤礦的許用炸藥，雷管必須煤礦的許用雷管，并且要使用毫秒延期雷管，最后一段雷管延時不能超過130ms；其次，爆破眼要采用濕鉆的方式，孔深不應小于0.6m；再次，裝藥方式采用正向連續裝藥，裝藥量一般不大于炮孔深的1/2，并用水炮泥或者黏土炮泥做好炮眼的封堵；然后，起爆方式采用電力起爆，爆破方式采用正向爆破，電源以及爆破的連接方式最好采用串聯連接，并注意安排起爆的對策；最后，在爆破作業中，還要控制爆破產生的空氣沖擊波及其輔助技術的使用，防止反復疊加的空氣沖擊波引爆易燃氣體。南呂梁山隧道4#斜井施工過程中會穿過煤層瓦斯地段，其爆破施工必須采用特殊的爆破方式，以防止安全事故的發生。

3、結語

煤層瓦斯隧道施工技術尚有許多需要探討的地方，施工過程中需要注意的問題也還需要進一步研究。但是隨著信息化技術在煤層瓦斯隧道施工領域應用的增多，相關施工技術、規范的不斷完善，相信很多煤層瓦斯隧道施工的問題都會得到解決。

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