駱大勇 田衛(wèi)東

(重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

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隧道瓦斯段揭煤施工安全管理實(shí)踐

駱大勇 田衛(wèi)東

(重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

為了實(shí)現(xiàn)瓦斯隧道揭煤安全施工，順利通過(guò)瓦斯地段，以天坪隧道瓦斯段揭煤工程為例，從實(shí)際出發(fā)，采取嚴(yán)格培訓(xùn)，制定專(zhuān)項(xiàng)方案，加強(qiáng)施工過(guò)程中瓦斯檢測(cè)和監(jiān)控，強(qiáng)化供電和電器設(shè)備安全管理，落實(shí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，加強(qiáng)隧道通風(fēng)管理、施工組織管理、瓦檢設(shè)備管理、隧道洞口管理9個(gè)方面措施進(jìn)行瓦斯的防治與管理，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，為瓦斯隧道穿越煤系地層時(shí)揭煤施工安全管理提供參考。

瓦斯隧道 安全管理 技術(shù)措施

隨著國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，我國(guó)高速鐵路、公路建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展。目前我國(guó)高速鐵路、公路建設(shè)正在向西部偏遠(yuǎn)區(qū)域腹地深入，在施工中需要穿越煤系地層的隧道也越來(lái)越多，而煤系地層的煤層往往都是高瓦斯或者煤與瓦斯突出，增加了施工難度。由于瓦斯隧道的危害性，使得目前瓦斯隧道施工難度越來(lái)越大。瓦斯災(zāi)害是鐵路、公路等地下工程建設(shè)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，是工程建設(shè)常見(jiàn)的不良地質(zhì)災(zāi)害之一，一旦發(fā)生瓦斯災(zāi)害，極易造成人員重大傷亡，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于瓦斯的危害性，瓦斯隧道在施工期間安全管理難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)含量高、施工工藝復(fù)雜，加強(qiáng)瓦斯事故的防治是瓦斯隧道施工安全技術(shù)的重要保障。因此，為了確保瓦斯隧道的施工安全，本文以天坪隧道瓦斯段施工為例，對(duì)瓦斯的防治與管理進(jìn)行了相關(guān)分析，提出了一系列安全技術(shù)措施，為同類(lèi)工程的安全施工建設(shè)提供指導(dǎo)。

1 工程概況

天坪隧道位于重慶與貴州交界地段趕水東至夜郎區(qū)間，隧道全長(zhǎng)13 978.252 m，設(shè)置平導(dǎo)+斜井+橫洞(主副井)。天坪隧道DK127+710～DK127+850段穿越龍?zhí)督M煤系地層，龍?zhí)督M共有3～22層煤，主要有9層煤，其中穩(wěn)定可采的有2層，較穩(wěn)定的可采煤有3層，其余4層煤穩(wěn)定性差，局部可采，煤層最薄為10 cm，最厚可達(dá)3 m，其中對(duì)隧道影響較大的為C3、C5、C6煤層。本隧道揭煤區(qū)域抽采難度大、抽采時(shí)間長(zhǎng)、防突工作程序繁復(fù)。

2 施工過(guò)程中瓦斯的防治與管理

2.1 嚴(yán)格培訓(xùn)

(1)嚴(yán)格崗前培訓(xùn)，在施工前，聘請(qǐng)煤礦安全專(zhuān)家對(duì)所有施工人員與管理人員實(shí)施培訓(xùn)，并集中考試，考試合格后才可上崗。考試不合格者，部門(mén)進(jìn)行再培訓(xùn)，直到考試合格。

(2)嚴(yán)格過(guò)程培訓(xùn)，在施工過(guò)程中，對(duì)新到人員實(shí)施不定期培訓(xùn)，讓每位施工人員和管理人員對(duì)天坪隧道瓦斯段揭煤施工過(guò)程中瓦斯防治有充分的認(rèn)識(shí)，提高安全意識(shí)，掌握瓦斯防治措施。

2.2 專(zhuān)項(xiàng)方案制定

施工前制定防突揭煤專(zhuān)項(xiàng)方案,內(nèi)容包括工程概況、施工組織、揭煤防突措施、煤系地層隧道施工方案、橫洞工區(qū)揭煤段通風(fēng)方案、揭煤供電方案、揭煤安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)、施工安全措施和應(yīng)急救援等。在瓦斯的防治技術(shù)方案中，對(duì)區(qū)域綜合防突措施、局部防突措施和瓦斯抽采制定方案，方案需由有關(guān)專(zhuān)家審查后才可實(shí)施,根據(jù)地質(zhì)變化而隨時(shí)調(diào)整修改方案。因此，必須加強(qiáng)隧道瓦斯段地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯地質(zhì)研究，選用先進(jìn)抽放設(shè)備和技術(shù)，優(yōu)化防突揭煤專(zhuān)項(xiàng)方案。

2.3 施工過(guò)程中瓦斯檢測(cè)和監(jiān)控

在施工中為了防止瓦斯爆炸事故，保障隧道施工安全，必須進(jìn)行瓦斯?jié)舛扰c風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，建立具有“瓦斯電閉鎖”、“風(fēng)電閉鎖”及瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)自動(dòng)報(bào)警的瓦斯自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[1-2]。本隧道選用KJ70NA型煤礦一體化安全監(jiān)控系統(tǒng)，并配備相應(yīng)的傳感器和監(jiān)控分站，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道瓦斯的檢測(cè)與監(jiān)控。

隧道進(jìn)行洞內(nèi)作業(yè)時(shí)，必須嚴(yán)格加強(qiáng)瓦斯?jié)舛鹊臋z測(cè)和監(jiān)控。拱頂、腳手架頂、臺(tái)車(chē)頂、塌空區(qū)等易形成瓦斯積聚，且風(fēng)流不易到達(dá)。在瓦斯隧道頂部進(jìn)行作業(yè)時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)作業(yè)范圍的瓦斯?jié)舛龋薏坏米鳂I(yè)，并采取加強(qiáng)通風(fēng)或驅(qū)散器驅(qū)散措施；入洞人員必須佩戴瓦斯礦井專(zhuān)用自救器。瓦斯區(qū)段隧道內(nèi)，不得進(jìn)行電焊、氣焊、噴燈焊接、切割等工作。當(dāng)特殊情況不可避免時(shí)，必須制訂、執(zhí)行專(zhuān)門(mén)通風(fēng)安全措施，在焊接、切割等工作地點(diǎn)前后各20 m范圍內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏么笥?.5%，并不得有可燃物，兩端應(yīng)各設(shè)一個(gè)供水閥門(mén)和滅火器，并在作業(yè)完成前由專(zhuān)人檢查，確認(rèn)無(wú)殘火后方可結(jié)束作業(yè)。強(qiáng)化安全監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)管理，配齊甲烷、風(fēng)速、溫度等各類(lèi)傳感器,定期進(jìn)行調(diào)試、校正，確保正常運(yùn)行。

2.4 供電和電器設(shè)備安全管理

隧道內(nèi)供電的專(zhuān)門(mén)安全措施主要是設(shè)置“三大保護(hù)”，防止雜散電流。隧道洞內(nèi)外裝設(shè)防雷電裝置，并遵守下列規(guī)定：①由地面直接入井的管路在入洞處安裝同管徑的絕緣連接管，在洞口附近將金屬體進(jìn)行不少于2處的良好接地;②通信線路在入洞處裝設(shè)熔斷器和防雷電裝置。洞內(nèi)電力電纜選用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的阻燃銅芯電纜,且電纜主線芯的截面應(yīng)滿足供電線路負(fù)荷要求,同時(shí)電纜敷設(shè)要符合相關(guān)規(guī)定。洞內(nèi)各使用地點(diǎn)的電氣設(shè)備(包括電動(dòng)機(jī)、配電設(shè)備、用電設(shè)備、照明燈具、通訊及自動(dòng)化裝置和儀表、傳感器等)防爆等級(jí)均應(yīng)滿足煤礦礦用產(chǎn)品安全要求。

2.5 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

嚴(yán)格執(zhí)行先探后挖的施工工序，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。本隧道根據(jù)設(shè)計(jì)要求開(kāi)展超前水平鉆孔瓦斯探測(cè)工作,揭煤掌子面距C6煤層最小法向距離50和20 m處布置前探地質(zhì)鉆孔，穿越煤系地層，保證確切掌握掌子面距煤層的距離,煤層層數(shù)、厚度、產(chǎn)狀與傾角變化、地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況，探明斷層的含水性、導(dǎo)水性。在掌子面施工至距C6煤層法向20 m時(shí)，利用超前地質(zhì)探孔，探明煤層的賦存情況及斷層參數(shù)、含水性，探出煤層時(shí)，每個(gè)煤層至少應(yīng)有不少于3個(gè)探孔用煤芯采樣器對(duì)該煤層取芯，測(cè)定各煤層瓦斯參數(shù)。在掌子面施工至與煤層法向距離7 m時(shí)，采用邊探邊掘控制巖柱。

2.6 隧道通風(fēng)管理

隧道瓦斯段施工期間，必須加強(qiáng)隧道的通風(fēng)管理，這不僅是保證施工安全的重要保障，也是對(duì)洞內(nèi)瓦斯進(jìn)行稀釋、排煙、除塵的重要手段。本隧道揭煤作業(yè)時(shí)只有平導(dǎo)、正洞2個(gè)開(kāi)挖面，隧道通風(fēng)采用軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械壓入式通風(fēng)，橫洞主井和橫洞副井為獨(dú)立壓入式通風(fēng)系統(tǒng)。平導(dǎo)和正洞送風(fēng)的軸流風(fēng)機(jī)分設(shè)于橫洞主、副井口。為防止瓦斯積聚，局部地段可在主要設(shè)置位置回風(fēng)區(qū)內(nèi)的硐室、瓦斯抽采鉆場(chǎng)、襯砌臺(tái)車(chē)和各種作業(yè)臺(tái)架形成的通風(fēng)死角、未襯砌的超挖處、隧道斷面變化形成的通風(fēng)死角等設(shè)置瓦斯驅(qū)散器，使風(fēng)流速度達(dá)到1 m/s，平導(dǎo)和正洞送風(fēng)的風(fēng)機(jī)應(yīng)配置同等能力且自動(dòng)切換的雙電源，由專(zhuān)人管理。洞外隧道通風(fēng)設(shè)備采用非防爆型，距隧道洞口20 m以外，風(fēng)管為雙抗型，實(shí)行“三專(zhuān)兩閉鎖”。

2.7 施工組織管理

成立天坪隧道瓦斯安全施工領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)瓦斯隧道工作領(lǐng)導(dǎo)、組織、實(shí)施與應(yīng)急處理等工作[3]。成立9個(gè)組織部門(mén)：①地質(zhì)預(yù)報(bào)組負(fù)責(zé)煤層的探測(cè)，并根據(jù)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行地質(zhì)分析，為瓦斯隧道施工方案的制定提供依據(jù)；②技術(shù)方案組負(fù)責(zé)實(shí)施性施工方案和應(yīng)急預(yù)案的制定，并結(jié)合瓦斯與地質(zhì)情況實(shí)時(shí)調(diào)整；③安全質(zhì)量組負(fù)責(zé)監(jiān)督方案的執(zhí)行；④開(kāi)挖支護(hù)組負(fù)責(zé)開(kāi)挖支護(hù)施工方案的實(shí)施；⑤襯砌組負(fù)責(zé)襯砌施工方案的實(shí)施；⑥應(yīng)急救援組負(fù)責(zé)出現(xiàn)事故時(shí)的救援工作；⑦瓦斯檢測(cè)組按照要求進(jìn)行瓦斯檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，將數(shù)據(jù)及時(shí)整理、上報(bào)給值班領(lǐng)導(dǎo)和方案組，為方案組制定合理的應(yīng)急處理方案提供依據(jù)；⑧通風(fēng)組負(fù)責(zé)隧道內(nèi)通風(fēng)保障與控制工作；⑨機(jī)械設(shè)備組負(fù)責(zé)隧道內(nèi)供電正常、電氣防爆安全。

2.8 瓦檢設(shè)備管理

施工過(guò)程中所用的瓦斯檢測(cè)設(shè)備、儀器均交由隧道專(zhuān)業(yè)瓦斯檢測(cè)組進(jìn)行管理與維護(hù)。便攜式光干涉檢測(cè)儀須經(jīng)有資質(zhì)的鑒定部門(mén)鑒定合格后才可投入使用；瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀與瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)中的低濃度瓦斯傳感器須由指派的瓦斯監(jiān)控工負(fù)責(zé)，每星期進(jìn)行一次調(diào)校；瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)斷電功能須由瓦斯監(jiān)控工和電工負(fù)責(zé)每星期檢查一次。

2.9 隧道洞口管理

隧道洞口設(shè)置值班室，實(shí)行24 h值班。對(duì)出入洞口人員實(shí)行檢身制度，防止火種、易燃品被攜帶進(jìn)入隧道。

3 結(jié) 語(yǔ)

在瓦斯隧道施工過(guò)程中，瓦斯事故的防治與管理是安全施工的重要保障，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與技術(shù)要求組織施工，同時(shí)，加大瓦斯的檢測(cè)與監(jiān)控力度，配備專(zhuān)業(yè)的瓦斯檢測(cè)人員、先進(jìn)的檢測(cè)儀器、達(dá)標(biāo)的防爆型施工設(shè)備，同時(shí)還必須對(duì)作業(yè)人員和管理人員進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)，制定管理措施，才能有效防治瓦斯事故，保證隧道施工安全。

[1] 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB 10204—2002/J 163—2002鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2002.

[2] 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：中國(guó)法制出版社，2011.

[3] 陳家清,胡運(yùn)兵,朱一堅(jiān),等.瓦斯隧道施工期間的瓦斯防治與管理[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2009，36(2)：60-61.

2016-08-22)

駱大勇(1983—)，男，副教授，400038 重慶市沙坪壩區(qū)都市花園中路。