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瓦斯防治系统.doc

瓦斯防治系统

zhang爱林a
2019-02-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《瓦斯防治系统doc》,可适用于工程科技领域

瓦斯隧洞的相关知识、瓦斯防治的基本知识瓦斯是一种混合气体其中主要成分是甲烷。甲烷占混合气体成分的~它是一种无色、无味、无臭、易燃的气体难溶于水扩散性比空气高当瓦斯浓度高时会引起窒息当其在空气中具有一定浓度并遇到高温热源时能引起爆炸对隧洞施工安全威胁很大。瓦斯中除了含有甲烷以外还含有其它有毒有害气体。瓦斯有五大危害:引发火灾、发生爆炸、发生突出、导致人员缺氧窒息、引起中毒。瓦斯的五大危害中除瓦斯突出外(防治措施是引排)其余四项危害主要是瓦斯集聚和遇到火源引起的所以瓦斯防治主要是消除隧洞作业区瓦斯超限和积存断绝一切可能引燃瓦斯爆炸的火源。《公路隧道施工技术规范》(JTGF)对隧洞内瓦斯浓度限制值及处理措施见下表瓦斯检测时当遇到下表中未列到的地点时可以参照《煤矿安全规程》(年版)对井下风流中瓦斯浓度的规定及要求来采取相应的处理措施。隧洞内瓦斯浓度限值及超限处理措施表序号地点限值(瓦斯)限值(CO)超限处理措施总回风流中%%立即查明原因进行处理低瓦斯工区任意处% 超限处m范围内立即停工查明原因加强通风监测局部瓦斯积聚(体积大于立方)重点检查隧洞顶部作业尤其是检查塌空区拱顶脚手架顶台车顶等处% 超限处m范围停工撤人断电进行处理加强通风开挖工作面风流中%%停止风钻钻孔。%%超限处停工、撤人切断电源查明原因加强通风等工作面回风流中%%停工撤人处理放炮地点附近米风流中% 严禁装药放炮爆破后工作面风流中%%超限时继续通风不得进人局部通风机及电气开关m范围内% 超限时应停机并不得启动通风处理电动机及开关附近米范围内% 停止运转撤出人员切断电源进行处理竣工后洞内任何处% 超限时查明渗漏点进行处理并向设计单位反映增加运营通风设备     、瓦斯隧洞的界定和划分围岩内含有瓦斯的隧洞称瓦斯隧洞隧洞内任何位置、任何时间只要发现有一次瓦斯即将该隧洞界定为瓦斯隧洞。根据《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB)瓦斯隧洞分为低瓦斯、高瓦斯、瓦斯突出三种瓦斯隧洞的类型按隧洞内瓦斯的最高级别确定。瓦斯隧洞工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区。瓦斯工区按绝对瓦斯涌出量进行判定:全工区的瓦斯涌出量小于mmin时为低瓦斯工区全工区的瓦斯涌出量大于或等于mmin时为高瓦斯工区当瓦斯压力大于等于Mpa、瓦斯放散初速度Δp≥或者单孔瓦斯涌出量q≥Lmin、岩体的坚固系数f≤时为瓦斯突出工区需要另行处理。在现场施工时主要以瓦斯浓度来判定瓦斯隧洞各部瓦斯浓度在以下则可认为属于低瓦斯工区。、隧洞施工常见瓦斯灾害的原因和特点开挖后未支护断面、模板台车附近、坍塌、超挖形成的空腔错车道、隧洞洞室等最容易形成瓦斯积聚再加上通风不当发生爆炸可能性最大。另外电力线短路、电气焊防火不当以及车辆、机械设备保养不及时等原因产生火花也容易引起爆炸。瓦斯爆炸的危害性极大具有一定的突发性、可以产生极大的冲击波一旦发生爆炸洞内甚至洞外人员、设备都无法幸免将造成极大的人员伤亡和经济损失。瓦斯隧洞超前地质预报根据相关资料及文件显示本工程可能存在瓦斯问题。针对隧洞可能赋存的瓦斯在施工中遵循“动态设计、动态施工、先判断后处理”的原则首先从超前预报入手做到预报要超前。采用多种手段综合分析相互印证。采取以地质素描分析为基础以超前钻孔为主要手段实施隧洞瓦斯地质预报并根据预报结果划分瓦斯隧洞工区等级和制定相应的瓦斯防治措施。、地质素描分析地质素描分析主要依据隧洞已有勘察资料、油气资料、地表补充调查资料、洞内地质调查资料、隧洞掌子面地质素描进行综合分析对掌子面前方地质情况进行粗略预测从而对天然气赋存情况粗略了解。地质素描的主要内容有:岩性及其产状节理、裂隙发育程度地质构造(如断层、背斜构造等)。根据地质素描结果初步判断瓦斯在地层中的赋存情况和可能的溢出大小进而提前做好相应的各项准备措施。、地质超前钻探()深孔水平钻在综合地质素描分析、超前物探工作基础上为验证前述物探工作的准确性于隧洞开挖断面处施作个(孔径~mm)、长m的地质超前钻孔(每m作为一个循环搭接m)初步确定钻孔段隧洞是否存在瓦斯及其赋存情况同时采用钻孔孔口直接测试方法进行检验。采用SLA天然气、液化石油气检测仪现场测定。仪器报警范围为~ppm采用泵吸式吸入钻孔孔内气体进行检测。通过该仪器可现场确定隧洞钻孔内有无天然气及溢出的含量。测试间距和要求:砂岩段每m检测一次泥岩每m检测一次不通天破碎带节理裂隙发育段每m检测一次。泥浆中有气泡、油膜则每m检测一次。完孔后清孔、封孔小时后再检测次每隔分钟检测一次。()浅孔水平钻当采用深孔超前钻初步探明存在天然气突出可能或长时间大量涌出时在距离瓦斯突出可能位置m左右增设超前水平钻浅孔(即验证孔和定位孔)进行验证和定位并掌握收集探孔施作过程中的天然气动力现象。验证孔:在距离预测瓦斯位置m(垂距)处的开挖面打个φ超前验证探孔对采用超前钻孔获得的信息进行验证若与已进行的地质综合预报有偏差则在开挖工作面上增加个探测孔进行验证。在验证孔钻探过程中也需进行天然气测试测试仪器和要求同深孔。定位孔:在距瓦斯富集带m垂距处的隧洞掌子面施作个φ探测孔准确探测开挖工作面前方上部及左右瓦斯富集带位置掌握并收集探孔施作过程中的瓦斯动力现象。在定位孔钻探过程中也需进行天然气测试测试仪器和要求同深孔。根据以上预测预报将隧洞分为:非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区和瓦斯突出工区并根据瓦斯工区等级制定相应的控制方案。瓦斯突出的防治按上述采用各种预测预报手段判断出隧洞前方的瓦斯有突出危险时采用钻孔排放措施。、瓦斯排放孔布置在距预测瓦斯突出位置m垂距的掌子面处向瓦斯突出段布设直径为~mm排放孔排放钻孔应超过瓦斯突出面m钻孔间距根据实测的有效排放半径而定一般孔底间距不大于m。、排放注意事项()排放天然气时隧洞停止掘进排放时间约至天施作检查孔检查天然气突出效果无突出危险则可停止排放否则应继续排放或采取其它措施。()排放孔施工前应加强排放工作面已开挖段的支护防止塌方造成突出。()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它孔施工完毕后再补打该孔。()每钻完一个孔应检测该孔天然气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隧洞风流中瓦斯浓度检测当排放工作面瓦斯浓度达到时应立即撤出人员切断电源加强通风。、防突效果检验瓦斯排放措施实施后应进行排放效果检查以确认是否有效当检验结果的各项指标都在瓦斯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等补救措施。在隧洞工作面布置个检验孔其中掌子面中间一个其它孔分别布置在掌子面上部和两侧孔终位置位于排放控制范围的边缘上。按《铁路瓦斯隧道技术规范》进行瓦斯突出危险性预测瓦斯压力法和钻孔瓦斯涌出速度法的检验指标临界值分别为mpa和Lmin。当检验结果各项指标都在瓦斯突出危险临界值以下则认为措施有效否则认为措施无效前方天然气仍有突出危险性应采取延长排放时间、增加排放钻孔或采取天然气抽放等补救措施直至安全。揭露瓦斯富集带及后续施工在经防突效果检验合格并采取有关安全防护措施后方可进行揭除瓦斯富集地带的工作向前开挖的长度应保证隔离瓦斯的围岩最小厚度不小于m一次性揭穿含有瓦斯气囊的围岩最大长度为m。揭开瓦斯富集带后应检验开挖工作面前方m上、中、下、左和右范围内瓦斯突出的危险性如瓦斯压力或钻孔瓦斯涌出速度达到或超过临界值时应采取钻孔排放措施直至防突有效应始终保持工作面前方有m的安全区。隧洞瓦斯监测本工程拟采用KJ煤矿安全监测监控系统和人工移动式监测相结合的方式对瓦斯隧洞的有毒、有害气体和隧洞内风速、风量实施小时不间断监控。KJ煤矿安全监测监控系统已有十余年的使用过程曾在煤矿与非煤矿山安装数百套系统设备可靠性高安全性好便于操作与维护与系统配套的相关设备和器材全部采用煤安标志。安全监测监控系统瓦斯隧洞安全监测监控系统的基本要求()瓦斯隧洞必须按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ)的要求建设完善监测监控系统实现对瓦斯隧洞甲烷和一氧化碳的浓度、温度、风速等的动态监控。()瓦斯隧洞安装的监测监控系统必须符合《煤矿安全监控系统通用技术要求》(AQ-)的规定并取得煤矿矿用产品安全标志。监测监控系统各配套设备应与安全标志证书中所列产品一致。()甲烷、馈电、设备开停、风压、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风门、风筒等传感器的安装数量、地点和位置必须符合《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ)要求。监测监控系统地面监控室要装备套主机套使用、套备用确保系统小时不间断运行。()监测监控系统应按规定对传感器定期调校保证监测数据准确可靠。()监测监控系统在瓦斯超限后应能迅速自动切断被控设备的电源并保持闭锁状态。()监测监控系统执行小时值班制度系统工作人员应在瓦斯隧洞内日常巡视和监控室内值班以确保及时处置应急情况。()监测监控系统应能对紧急避险设施内外的甲烷和一氧化碳浓度等环境参数进行实时监测。安全监测监控系统的设计()根据本工程的特点及监控系统的基本要求对龙泉山瓦斯隧洞监测监控系统进行了设计。拟在隧洞进口、#支洞、#支洞、#支洞及隧洞出口五个工区各布置一套监控系统。各监测监控系统由主机、传输接口、传输线缆、分站、传感器等设备及管理软件组成的系统具有信息采集、传输、存储、处理、显示、打印和声光报警功能用于监测瓦斯隧洞有毒有害气体浓度以及风速、风压、通风机开停状态等。如下图所示:

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