煤層燃?xì)馐撬淼澜ㄔO(shè)中極高的風(fēng)險源之一，容易引起燃?xì)狻⑷細(xì)獗�炸等事故。通過煤層暴露煤炭時排出氣體已成為暴露煤炭前的重要環(huán)節(jié)，基于此，結(jié)合某隧道工程項(xiàng)目，分析了氣體階段煤層的特點(diǎn)，提出了階段性多孔排出方案，總結(jié)了氣體隧道工程要點(diǎn)，供同類隧道工程參考。

1工程概況

峨漢高速是四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分，建成后與雅西、樂雅、成樂、樂宜、樂自等高速一體形成完善的高速公路網(wǎng)。金口河隧道全長8130m，隧道最大埋深1317m，是峨漢高速控制性工程之一，位于四川省西南部樂山市峨邊彝族自治縣和金口河區(qū)交界處，位于大渡河、官材河和多個斷層包圍的地區(qū)，屬于深切高中山峽谷地形。隧道地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件極其復(fù)雜，被多個斷層包圍，隧道的不良地質(zhì)突出了斷層破碎帶、溶解孔、溶解區(qū)、軟巖大變形、巖爆、煤層瓦斯、有害氣體等特殊地質(zhì)。

2煤層瓦斯?fàn)顩r

隧道K63+720-K68+820段通過前震旦系峨邊群第二段地層，該段地層以碳板巖為主，而且碳板巖局部存在石墨化現(xiàn)象，具有生烴條件，根據(jù)金隧SZK03的鉆孔，可以看出碳板巖有石墨化現(xiàn)象，局部含有劣質(zhì)煤。目前正在開展相關(guān)測試工作，出口端深孔也正在鉆頭，因此該隧道的瓦斯等級需要在鉆頭和相關(guān)測試完成后進(jìn)行正確判定，經(jīng)初步分析，隧道暫定為低瓦斯隧道，由高瓦斯隧道管理，具體的瓦斯等級和揭煤方案在相關(guān)測試完成后進(jìn)一步確定。據(jù)專家地質(zhì)資料報道，線路通過前震旦系峨邊群的第二段地層，煤層厚度不同，隧道附近有可采煤層，隧道施工需要斯突然防治、瓦斯排放、揭煤等制定相關(guān)預(yù)案。

利用先進(jìn)的地質(zhì)預(yù)報物長距離探索煤層的位置，通過先進(jìn)的地質(zhì)探索孔正確定位煤層，采樣判定瓦斯，根據(jù)煤礦石門揭開煤的四位一體測定瓦斯含量等參數(shù)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，煤層厚度≤0.3m，可以直接遠(yuǎn)程炮擊打開煤層。否則，煤層厚度>0.3m必須采取本措施。對瓦斯的涌動量超過警戒值，設(shè)計了通過富含瓦斯地面過程中瓦斯排放施工方案和參數(shù)[2]。

3低瓦斯抽出方案

瓦斯突出危險性預(yù)測結(jié)果突出危險，貸款煤方案流程進(jìn)入下一個工作步驟:工作面瓦斯排出。

3.1煤層燃?xì)馀欧趴自O(shè)計

3.1.1設(shè)計參數(shù)在工作面預(yù)測為突出危險工作面時，必須采取工作面預(yù)防措施。結(jié)合揭煤方案，工作面防突措施為鉆孔氣體排放方式。

3.1.2排孔設(shè)計排孔采用臺階式設(shè)置，控制范圍為隧道拱墻輪廓線外5m，仰拱下2m，排孔φ75mm，孔底間距2m，行距2m，孔深跨煤層≥0.5m。為了加快排出孔的施工進(jìn)度，將手掌面的上臺階挖到距煤層5m法線的位置后，上下臺階同時孔排出。

3.1.3排放孔施工采用ZY1250鉆機(jī)進(jìn)行施工，施鉆時鉆孔采用梅花形布置，分兩批間隔施鉆，第一批排放孔施工后觀測排放效果，進(jìn)而優(yōu)化第二批鉆孔參數(shù)。

3.2揭煤掌子面防突措施效果檢驗(yàn)

3.2.1檢驗(yàn)方法采用鉆孔鉆屑瓦斯解析指標(biāo)法進(jìn)行效果檢驗(yàn)。檢測K1值時，檢測值小于臨界值0.4ml/gmin1/2時，鉆頭時沒有噴孔、鉆頭或其他突出現(xiàn)象，即沒有突出現(xiàn)危險的手掌面，否則仍為突出現(xiàn)危險的手掌面，必須采取補(bǔ)充排放措施，再次檢測措施效果

3.2.2施工時，手掌面距煤層法線最小5m時，施工手掌面煤層的突出預(yù)防措施進(jìn)行效果檢查，檢查孔5個，φ75mm，分別位于手掌面上、下、中、兩側(cè)。采用ZY-1250鉆頭施工，進(jìn)入煤層每1m采集孔口排出的粒徑1~3mm煤層鉆頭，測試K1。

3.2.3最后驗(yàn)證手掌面挖掘到煤層2m法線位置時，打開煤掌面挖掘到煤層最小法線距離1.5m時，開始手掌面挖掘煤流程。

4燃?xì)馑淼朗┕た刂埔�點(diǎn)

燃?xì)獗�炸需要同時具備三個條件，限制其中一個必要條件，避免燃?xì)獗�炸，加�?qiáng)通風(fēng)是最有效的方法。瓦斯隧道采用強(qiáng)化通風(fēng)系統(tǒng)配置和管理為主的施工組織方案，既能保證高燃?xì)馑淼赖陌踩�施工[3]，又能達(dá)到節(jié)約投資的目的。

4.1科學(xué)通風(fēng)設(shè)計

為保證瓦斯隧道施工安全，建立可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，通過風(fēng)速風(fēng)量淡化高瓦斯，降低稀釋瓦斯?jié)舛龋瑢?shí)現(xiàn)無通風(fēng)死角。塌陷的空腔應(yīng)防止氣體聚集，設(shè)置專用風(fēng)筒稀釋氣體，盡快堵塞，不得在其下方進(jìn)行帶電作業(yè)。在包括氣體工程區(qū)域的施工中，通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置三專(變壓器、開關(guān)、線路)兩個關(guān)閉(風(fēng)力發(fā)電、瓦電關(guān)閉)設(shè)施。隧道內(nèi)電氣設(shè)備實(shí)行風(fēng)、瓦、電阻，當(dāng)隧道內(nèi)氣體濃度超限時，可立即自動切斷設(shè)備電源。建立配置科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理，高效穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)。

4.2通風(fēng)系統(tǒng)的配置

（1）通風(fēng)方式選擇：通風(fēng)方式受制于隧道獨(dú)頭掘進(jìn)長度，故不再區(qū)分非瓦斯工區(qū)、低瓦斯工區(qū)、高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)，而根據(jù)瓦斯地段距離洞口的長度以及通風(fēng)系統(tǒng)的有效通風(fēng)長度確定采用壓入式、混合式、巷道式或聯(lián)合采用不同的通風(fēng)方式。通風(fēng)方案根據(jù)施工進(jìn)度動態(tài)調(diào)整，各階段銜接有序納入工序管理。(2)鼓風(fēng)機(jī)必須設(shè)置兩個電源、管道和風(fēng)力發(fā)電閉鎖裝置。常用電源故障時，備用電源必須在15min以內(nèi)連接，以確保鼓風(fēng)機(jī)正常工作。雙電源建設(shè)困難時，必須設(shè)置備用發(fā)電機(jī)，其發(fā)電量滿足通風(fēng)機(jī)的需要。(3)瓦斯隧道應(yīng)配置同等性能的備用風(fēng)扇，保持良好的使用狀態(tài)。(4)對于瓦斯容易積累的崩潰室、模板臺車附近、斷面變化的空間、模板臺車附近的區(qū)域，配置防爆型空氣風(fēng)扇和局部風(fēng)扇等設(shè)備，實(shí)施局部換氣的方法，消除瓦斯的積累。

4.3加強(qiáng)通風(fēng)管理

加強(qiáng)通風(fēng)管理在防范燃?xì)馐鹿手芯哂兄匾�作用，通過規(guī)范通風(fēng)檢測和管理工作，通過通風(fēng)速度、燃?xì)鉂舛葍蓚�指標(biāo)進(jìn)行雙控管理，使掌面具有足夠的供風(fēng)量，盡快稀釋溢出燃?xì)猓�降低燃�(xì)鉂舛�，保證施工安全。(1)從管道口挖掘工作面的距離<5m，管道應(yīng)立即安裝，保證直接和接頭密封，損壞的管道應(yīng)立即更換、修理，管道100米的漏風(fēng)率≤2%。(2)全斷面挖掘時風(fēng)速≥0.15m/s，分部挖掘風(fēng)速≥0.25m/s；采用提高風(fēng)速法消除氣體積聚時，風(fēng)速應(yīng)保證≥0.5m/s。(3)瓦斯隧道應(yīng)保證連續(xù)通風(fēng)。沒有特別的理由，不能停止風(fēng)。如果氣體濃度在規(guī)定的限制值以內(nèi)，就不能恢復(fù)正常作業(yè)。

4.4燃?xì)鈾z測與監(jiān)測

加強(qiáng)燃?xì)鈾z測、防火工作。隧道開挖過程中，設(shè)立專職瓦斯檢查人員(必須持證上崗)，配備便攜式瓦斯報警器、微型瓦斯檢查報警器等專業(yè)瓦斯檢查設(shè)備，不定期隨時檢查隧道各危險點(diǎn)和風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋�瓦斯�(jié)舛瘸�過1%時或瓦電閉鎖系統(tǒng)停電時，必須立即停止隧道施工，作業(yè)人員必須立即撤離隧道，查明原因后采取措施隧道內(nèi)所有作業(yè)人員嚴(yán)禁吸煙飲酒，禁止攜帶所有明火和火花，爆破器材必須采用安全炸藥和雷管，使用毫秒雷管時總延遲不得超過130ms，不得跳躍使用。

4.5機(jī)電防爆配置

關(guān)于防爆設(shè)備的問題，《鐵路燃?xì)馑淼兰夹g(shù)規(guī)范》(TB10120-2021)中低燃?xì)馑淼揽梢允褂梅欠辣�電氣設(shè)備，但實(shí)際上只要是燃?xì)馑淼�，燃�(xì)饩陀芯植苛鞒龊途奂�的問題(1)對于低氣隧道，采用非防爆機(jī)電設(shè)備配置方案，加強(qiáng)通風(fēng)檢測和管理，避免氣體積聚，將洞內(nèi)各處氣體濃度控制在0.5%以下。(2)對于高氣隧道，采用半防爆機(jī)電設(shè)備配置方案，在孔內(nèi)固定鋪設(shè)的電纜、照明、通信、信號、變壓器、局部風(fēng)扇、電機(jī)、配電箱、開關(guān)等采用防爆型，加強(qiáng)通風(fēng)，將孔內(nèi)各地氣濃度降低到0.5%以下，移動機(jī)械和電氣設(shè)備采用非防爆型

5結(jié)語

煤層煤氣隧道揭開煤炭的關(guān)鍵是降低煤層煤氣濃度，隧道受空間制約布置排放孔時掌面的鉆孔間隔接近，容易堵塞掌面附近的孔，或者受煤層和隧道角的影響鉆孔長，增加施工成本，分階段排放