關于高瓦斯隧道施工用電管理技術研究

褚雄偉

（中鐵十二局集團第二工程有限公司 山西太原 030012）

關于高瓦斯隧道施工用電管理技術研究

褚雄偉

（中鐵十二局集團第二工程有限公司 山西太原 030012）

在隧道施工過程中，經常會遇到瓦斯地層，如果沒有妥善的處理，很有可能引發一些安全事故，由于瓦斯這種氣體的特殊性質，一旦爆炸其后果難以估量，不僅會影響施工的進度和質量，同時也威脅了施工人員的生命財產安全。本文主要分析高瓦斯隧道施工用電管理技術。

危險性；高瓦斯隧道；措施；用電管理

在瓦斯隧道施工過程中，如何管理和防止瓦斯成為了重頭戲，近些年來頻發的安全事故，大多數都發生在瓦斯隧道施工當中，為此許多人都失去了寶貴的生命，這既阻礙了經濟效益的提高，同時也不利于我國的經濟的健康發展，不利于維持社會的穩定。因此，我國需要在有限的時間內，找到管理和防止瓦斯的有效措施，既達到解除安全威脅的目的，同時有提高了瓦斯隧道施工的進度，保證瓦斯隧道施工的質量。

1 隧道瓦斯產生的形式與危害性

在地下隧道工程，瓦斯是一個比較重要的地質災害，甲烷是其最主要的成分，這種輕于空氣的氣體往往在高空洞中和隧洞頂部通風不良的地方聚積，從而形成不易稀釋或者擴散的沼氣帶，或者以氣團的形式在隧道頂部緩慢移動。

1.1 瓦斯產生的形式

瓦斯產生的數量會隨著隧道穿越巖層煤化程度的提高而增多，不同的煤層的含瓦斯量也不盡相同，其中含量最高的要數無煙煤。隨著煤化程度大大超過無煙煤的時候，瓦斯的含量也會驟減，直至達到石墨階段。這些氣體主要是由煤的變質過程產生的，并且在巖層和煤層中得以保存，當開挖隧道的過程中，會或多或少的對巖層和煤層造成孔洞、裂縫等影響，這就給瓦斯的泄露造成了“可乘之機”，這也是吸附瓦斯轉變為游離瓦斯的主要過程。隧道工程中瓦斯的產生形式主要有四種：

（1）非受壓狀態下緩慢滲，瓦斯會從掌子面涌出，或者在油水的地方以水泡的形式涌出，隨著掘進速度的加快，瓦斯的總量會逐漸增大，隨著大氣壓的不斷增加，瓦斯的總量會逐漸減少，隨著時間的不斷推移，瓦斯會逐漸減少其逸出量。

（2）受壓狀態下的噴出，大量的瓦斯聚集在斷層中或者是地層中，在隧道掘進或鉆孔的過程中，這些蓄積的瓦斯會由噴出狀態代替原來的持續涌出狀態，盡管這種噴出狀態維持的時間比較短，但是會在瞬間增加隧道瓦斯的濃度。此外，有的巖層滲出含有大量的瓦斯，其噴出的時間會較長。

（3）受壓狀態下突然沖破巖石大量涌出狀態稱為突出。當出現涌出征兆的時候，巖層會受到大量高壓瓦斯的壓迫，突然破石而出。

（4）溶于地下水中的甲烷，瓦斯會隨著施工開挖或者隧道涌水從水中釋放。

1.2 瓦斯的主要危害

（1）瓦斯窒息。盡管瓦斯是無毒的，但是空氣中的瓦斯含量高于43%的時候，人們就會因為氧氣的降低而開始窒息；當空氣中瓦斯含量高于57%的時候，氧氣的含量就大大降低，僅僅只有9%，在這種情況下已經無法滿足人們的呼吸求，會在短時間內在造成人員窒息死亡。

（2）瓦斯燃燒。當洞內瓦斯濃度大于3%，低于爆炸底線5%的時候，這種混合氣體當中，較大的氧氣濃度在遇到火的時候很容易燃燒，誘發火災事故。

（3）瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的后果不可估量，瞬間會產生非常高的溫度，其范圍在1900～2650℃，如果是在相對封閉的空間發生瓦斯爆炸，其產生的溫度會更高，伴隨著高溫而來的勢必就是巨大的壓力，在隧洞內形成強大的沖擊波并反復傳播。此外，瓦斯爆炸還會產生大量的熱量和有害氣體，凡是在瓦斯爆炸波及范圍內的工作人員都會受到不同程度的撞傷和燒傷，情節嚴重的甚至會導致死亡。

2 高瓦斯隧道用電潛在危險性

在高瓦斯隧道中，時常發生安全事故，其中用電安全是最主要的誘因。在施工運行的過程中，如果電線線路超出了負荷，在關閉啟動設備的瞬間就會產生火花。當瓦斯達到一定的濃度，遇到明火，極有可能誘發瓦斯爆炸。現階段，在部分施工過程中，金絲雀常常被帶進隧道中，其目的就是充分利用金絲雀對瓦斯的敏感度，在人類的感官還無法檢測瓦斯濃度的時候，金絲雀能夠及時的發現瓦斯，并被致暈死，在這種情況下及時的撤退施工人員可以有效的減少損失。此外，有效防止瓦斯事故離不開對有效的用電管理。在高瓦斯隧道施工當中，嚴格要求進洞的電氣設備，只有符合相關的條件和要求才準許進洞施工。

3 高瓦斯隧道施工用電管理措施

3.1 保證電源穩定性

減少明火，即電火花出現的頻率，可以通過減少關閉、啟動設備的頻率來實現。在高瓦斯隧道施工中所使用的機械通常有較高的功率，較大的耗電量，很有可能由于高頻率的施工而導致主線路突然斷電，這樣既影響施工進度，同時也帶來一定的安全隱患。因此，一般情況下，雙電源供電是高瓦斯隧道常用的一種供電方式，在自備電源和公共電網用電當中安裝自動切換裝置，其目的就是確保切換電源的及時性。這里需要格外注意的是，自備電源供電對象是有特殊要求的，僅僅適用于照明設備、瓦斯監測儀器以及供風機等等，在遇到停電的情況下，施工人員必須及時撤離。

3.2 保證電線線路穩定性

供電工作只要在保證線路穩定的前提下才能夠保持持續的工作狀態，在高瓦斯隧道施工中對電線路有特殊的要求。在選擇交流電壓在450～750V及以下的各種移動電氣設備的電纜要選擇不延燃橡套電纜。這種橡套表面可以承受較大的機械外力，因此，在各種大型施工現場中被廣泛的應用。同時具備一定保護性和抗腐蝕性的橡套，即便是在惡劣的環境下依然可以持續使用，但是這種橡套并不是完美無缺的，其對溫度有非常高的敏感性，要嚴格控制電纜工作環境的溫度，最高溫度為65℃，一般情況下最好不要超過60℃。

3.3 保證檢漏繼電器正確安裝并運行

在用電過程中，檢漏繼電器可以在發現用電違規現象的時候及時的切斷電源，為用電安全提供良好的保證。因此，安裝檢漏繼電器是非常必要的：①將兩個級別不同的檢漏繼電器設置在分路隔爆開關和總隔爆開關之間，根據具體的要求來設置不同檢漏繼電器額定漏電動作反應時間和額定漏電動作電流。②在負荷側裝置檢漏繼電器。③嚴格把控檢漏繼電器的質量。

3.4 定期檢查

確保用電安全離不開定期檢查，在檢修的過程中，必須暫停所有用電設備，其目的就是為了防止在檢修的過程中出現明火。專業的檢修保修包括防止引燃瓦斯的措施，嚴格把控所有檢測人員的素質和技能，做到持證上崗，對所檢修的設備負責到底。如果在這一過程中發現了故障設備，應該及時的更換或處理。

4 結束語

高瓦斯隧道施工相較于其他工程項目施工而言，具有比較高的危險性，施工中最重要的工作內容就是保證施工人員的人身安全。因此，有效的控制洞內施工用電管理就顯得尤為必要了，嚴格遵守國家法律法規和操作規范，確保用電管理技術的貫徹落實，提高工作效率和工作質量，為安全施工提供保障。

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U445.1

A

1004-7344（2016）15-0139-02

2016-5-10

褚雄偉（1985-），男，湖北云夢人，助理工程師，本科，研究方向為機電一體化，從事機電設備管理工作。