【摘要】瓦斯在当今社会中产生了很多事故,如何做好瓦斯的防治工作是当今社会的重点,要结合瓦斯的特点对瓦斯的防治系统不断地进行改善。
瓦斯为隧道建设造成了很大的困难,近年来,对煤层中的公路、铁路建设的项目越来越多,虽然在隧道中防治瓦斯的技术得到不断地发展,但是瓦斯事故具有很大的突发性,变化性非常大,具有很大的惨重性,使得瓦斯事故频发。在煤层地区建设隧道主要有三方面的技术困难:一是在过煤层的隧道中瓦斯含量非常高,发生爆炸的可能性非常高;二是在瓦斯压力非常高的底层中,煤矿以及瓦斯突出的可能性非常高;三是煤层地区通常情况下水域软弱的围岩,特别是在煤层之中的软煤层,可以很轻易的用手把其碾成粉末状。因此,加强对煤层隧道特别是瓦斯含量非常高的煤层隧道施工以及瓦斯防治技术的研究势在必行。
一、瓦斯的成因以及存在的危害 (一)瓦斯的主要成因
古代的很多植物在形成煤的过程汇总,经过厌氧菌的作用,植物内部的纤维物质得到分解并且在这一过程中会产生很多瓦斯。在此之后,在对煤的碳化以及变质过程中,伴着煤化学性质的不断变化,会继续产生瓦斯气体。煤长期处于比较封闭的地质环境中,因为沼气含量非常的少,扩散的能力非常的强,地层的透气能力也非常强,底层的隆起以及侵蚀,使得大多数的瓦斯都扩散到大气之中,只有很少的
一部分还能保存在媒体以及围岩之内。
(二)瓦斯的主要危害
瓦斯的危害形式主要是容易造成窒息以及发生爆炸。井下的空气非常稀薄,瓦斯的含量也非常高,氧气含量非常少,当氧气含量在空气中含量低于12%的时候,人体就会出现缺氧症状,甚至会造成死亡。瓦斯的爆炸与瓦斯的含量密切相关,空气之中的瓦斯遇到火之后就能引起爆炸,在此基础上,瓦斯达到一定浓度才能发生爆炸,这一爆炸范围可以作为爆炸的界限,瓦斯浓度在5%-16%之间就会发生爆炸,当瓦斯在空气中的含量还未达到5%的时候遇到火就不会发生爆炸,但可以在火焰的外围形成一个燃烧层,当瓦斯含量在9.5%的时候最容易发生爆炸,爆炸的危害性也非常大,当瓦斯含量超过了16%就失去了爆炸性,但是瓦斯在空气中遇到火就会燃烧。
二、隧道中瓦斯含量高阶段的防治技术
很多隧道都会穿越瓦斯含量比较高的地质层,地质中的瓦斯含量非常高,施工要严格按照一定的要求来进行,制定出瓦斯的监测以及安全施工的细致原则,在这一过程中要严格做好防火措施、瓦斯监测以及加强通风等三个最主要的工作环节。具体的措施主要是:进行超前预报、加强通风管理、加强瓦斯的的监测、配置双向回路的电源、做好机电设备的防爆措施、加强揭煤地施工工艺。
(一)超强预报措施
隧道在通过含有煤的地层时要结合设计资料,根据现场中的实际情况,对煤层的长度、厚度、瓦斯的总含量、压力、以及涌出的速度
等指标进行测量和分析,尽早找出煤层的具体位置以及重要的特点,利用弹性波对煤层的具体位置进行判断,利用洞内钻些小孔来对瓦斯的含量以及压力进行检测。结合瓦斯在空气中的含量、压力大小以及涌出速度三个方面的指标,对隧道中瓦斯含量进行分级,可以大致分为低级,中级,高级三个级别,对不同的级别采取不同的技术措施。
(二)做好隧道通风工作
选择合适功率的风机对隧道及时的通风,保障具有足够多的风量以及风速,便于对瓦斯进行稀释从而加快瓦斯的排放速度,让隧道之内的瓦斯含量不断减少,最好低于0.3%,可以把以下几方面作为通风的基本原则:
1、瓦斯含量比较低的时候,可以把在正常情况下需要20分钟的通风时间延长到40分钟,分管要尽量与工作面靠近。
2、当瓦斯含量非常高的时候要做好通风工作,利用压入式混合通风的方式来进行通风。因为瓦斯含量比较高的地方都会出现在开挖面顶部的附近处,所以吹出来的风要尽量与开挖的作业面靠近,一般情况下是8厘米到10厘米,瓦斯得到稀释之后就会通过巷道排放到隧道的外面。
3、当瓦斯出现突出危险的时候,要对隧道进行专门的通风,洞内的风速也需要达到0.6-1.2m/s。
(三)对瓦斯监测的检查制度不断地进行完善
利用固定形式的瓦斯自动报警仪器以及人工便携式的瓦斯检测仪器,把两个仪器结合着使用,配置专门的瓦斯检查员,每次上班有
两个人,全天的对隧道进行检测,对于爆炸的工作,利用“一炮三检制”来进行检查。
(四)在洞内设置双回路的电源
在隧道之内配置双回路的电源设备,在对隧道进行施工的时候,设置网电力的回路型电源,配合四台各为250Kw的内部燃烧发动机作为另一个回路带你原,利用其工作来满足通风、排水、照明的需要。
(五)设备的防爆以及隔爆功能
在对隧道进行施工中所使用的所有设备都应当具有防爆的功能。 (六)揭煤的主要工艺
揭煤的工艺主要指的是超前的钻研和探索、危险性能的突出和预测、爆破的设计、开挖的支撑和保护、防止突发事件的措施等。
超前的钻妍和探索主要是在距离煤层40厘米到50厘米的地方,在掌子面中设置一组孔深不少于15厘米的超前钻孔,对岩芯的资料详细的进行记录,查找出煤层的具体位置,对瓦斯的压力以及浓度进行测量。每向前五米就在地质上进行打孔,预防煤层的具体位置发生变化从而误穿入到煤层之中。
揭煤施工过程中,首先要拟定好爆破的具体设计方案,利用电雷管来引发爆炸设备,电雷管的毫秒之间的延长期不能超过130毫秒,要在煤矿之内使用比较安全的炸药,把电缆线作为总的指导线。在放炮的时候,要领工员、瓦检员以及放炮员三人做到“一炮三检制”,炮眼用水泥来进行堵塞,用水风来进行打眼,打的眼不能太浅。
正洞中可以利用台阶的方法,对煤层进行一次性的揭穿,揭煤之
前要对瓦斯进行检测,做好通风工作,保障主风机能够正常的进行运转,备用主风设备以及二路电路要能够正常运行。
三、隧道施工中瓦斯异常泄露对策
(一)在冒顶的时候瓦斯非正常涌出应对措施
利用物探或者钻探对地质进行超前的探测,结合超地质探测以及预报的结果在制定应对措施,比如修改支撑保护的方式、爆破的方式等,避免出现大面积的冒顶现象。
(二)放炮的时候瓦斯非正常涌出应对措施
除了对地质进行超前的预报,利用防爆类型的电气设备。保障瓦斯的监控系统能够正常的运行,按照一定的规定来进行爆破作业,实行“一炮三检”的管理方法,放炮的距离也要符合煤矿安全方面的制度和规定。
(三)开挖打钻时候瓦斯非正常涌出应对措施
严格地对瓦斯进行检查,特别是“一炮三检”,如果在开挖打钻的过程中出现异常要立即停止作业,结合具体情况采取一些措施,利用一些防爆的设备保障瓦斯监控系统的正常工作,对隧道进行通风,使隧道中的瓦斯排到隧道之外。
结语
瓦斯在当今社会中产生了很多事故,如何做好瓦斯的防治工作是当今社会的重点,要结合瓦斯的特点对瓦斯的防治系统不断地进行改善。
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