低瓦斯隧道安全施工技术VIP专享VIP免费

第1页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共11页“铁路客运专线隧道施工安全技术培训”讲义低瓦斯隧道安全施工技术铁道第二勘察设计院张祉道二○○六年二月第2页共11页第1页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共11页低瓦斯隧道安全施工技术根据瓦斯逸出量的多少和瓦斯压力的高低，可把瓦斯隧道分为高瓦斯隧道、低瓦斯隧道和瓦斯突出隧道三个类型，无论哪种类型，都要搞好安全生产。既使是低瓦斯隧道，也存在安全陷患，搞得不好就会出大事故甚至特大事故。因此掌握瓦斯隧道安全施工技术非常重要。一、有关瓦斯知识1.定义广义——凡从围岩或煤层渗入隧道的有害气体，均称为瓦斯。其主要成分为甲烷（沼气CH4）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2），还有少量的硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、二氧化硫（SO2）及其它碳氢化物和稀有气体。狭义——单指甲烷（CH4），包括煤层甲烷和石油甲烷。2.瓦斯生成、成分及性质瓦斯生成植物及其它生物在高温缺氧条件下，有机物化学分解生成瓦斯。在植物变成煤的过程中，随着煤的变质，生成的瓦斯越来越多。其过程是：泥炭→褐煤→无烟煤化学反应式：纤维素甲烷二氧化碳水烟煤4C6H10O5-----微生物7CH4↑+8CO2↑+3H2O+C9H6O烟煤无烟煤甲烷水3C9H6O---2C13H4+CH4↑+3H2O广义瓦斯主要成分四部分组成：（1）沼气（CH4）及同系物，H2，H2S等可燃气体；（2）CO、NO、H2S、NH3含硫气体、乙醛等有毒气体；（3）CO2、N2、Ar（氩气）等，基本上为化学不活泼的惰性气体；（4）Rn（氡）、Tn（钍）、Ac（锕）等放射性气体；上述四部分中沼气（CH4）是最主要成分，其它气体含量极少。第3页共11页第2页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共11页沼气物理性质无色、无味、无臭、无毒；密度0.716kg/m3(空气为1.2kg/m3);微溶于水(20℃时,100m3能溶解于3.5m3);比空气轻,渗透能力比空气强,能很容易透过裂隙岩体;特殊场合:混有乙烷、丙烷时有麻醉性，产生头昏现象；混有H2S时有臭鸡蛋味；混有芳香族气体时有苹果味。3.瓦斯爆炸与燃烧（1）瓦斯爆炸及燃烧先决条件：适当的浓度；火源；氧浓度。瓦斯爆炸化学反应式：CH4+2O2→CO2+H2O+198.4千卡/克分子1份瓦斯+2份氧时反应最充分，但在空气中含氧仅20%,所以1份瓦斯+10份空气反应最充分所以,最猛烈的瓦斯爆炸发生在瓦斯浓度1∶11时,即9.1%(说明:瓦斯燃烧点、爆炸点与空气中氧浓度,火源温度有关,上图只是一般的通常值)4.煤尘爆炸煤是可燃的,煤的粉尘(极小颗粒)由于与空气接触面积大,更易燃烧,燃烧的速度快、温度高，空气急速膨胀，就形成爆炸，煤尘爆炸判别式：Va=Vdaf100−Ad−Mad≥10%时，有爆炸危险式中：Vdaf——煤的挥发分，%；Ad——灰分，%；Mad——水分，%。（均为煤样化验测定值）当巷道空气中煤尘含量小于30~40g/m3时，不会发生爆炸。二、铁路和公路瓦斯隧道与煤矿巷道的不同特点相同点（1）都是地下工程；第4页共11页第3页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共11页（2）都进行钻爆作业；（3）巷道中有煤或瓦斯存在，都有危险性。不同点（1）工程目的不同。铁路和公路隧道的修建是形成通道，而煤矿建设的目的是进入煤体采煤。（2）工程范围内煤与瓦斯的数量不同煤与瓦斯是不良地质现象，所以交通隧道定线时都是尽量避绕煤层，避不开一定要穿过煤层时，尽量使隧道轴线垂直于煤层，以最短长度穿越。所以，很多瓦斯隧道洞身只有极小长度有煤，有时只是很薄的煤层（煤线或鸡窝煤），隧道长度的绝大部分是岩石，煤层只占极小比例，而且有时煤质低劣，无开采价值，含瓦斯也不多；而煤矿则不同，不是避绕而是哪儿有煤往哪开巷道；很多巷道直接在煤层中，而且煤质一般较好，所以煤矿的瓦斯含量一般都比较大。比如：低瓦斯矿的标准是瓦斯涌出量小于40m3/min，而低瓦斯隧道的标准是0.5m3/min,同样都是属于低瓦斯等级，煤矿的瓦斯涌出量是交通隧道的80倍。（3）煤层巷道灵活性大，而交通隧道一旦线路位置确定之后，隧道的平面位置和标高都基于固定，不能随便移...