浅谈炭质板岩瓦斯隧道勘察方法与评价

以兰渝铁路化马隧道工程实例为基础,阐述了含瓦斯炭质板岩隧道有害气体勘察、测试与评价方法,在吨岩瓦斯含量、瓦斯压力与瓦斯流量等瓦斯参数测试以及瓦斯气体来源分析的基础上,提出利用钻孔瓦斯流量预测炭质板岩层绝对瓦斯涌出量的计算公式和有效方法,供非煤层瓦斯勘察时参考使用.     

铁路瓦斯隧道等级划分方法研究

研究目的:目前规范以绝对瓦斯涌出量0.5 m3/min作为铁路隧道高、低瓦斯等级界限值,如今随着高速、大断面铁路瓦斯隧道的不断涌现,施工通风方式和工艺已发生很大变化,这种分类方法不能完全适用于大断面瓦斯隧道,将增加不必要的设备投入及工程措施,造成投资浪费。本文通过分析国内外矿井、公路及铁路隧道的瓦斯等级划分,结合隧道断面面积、需风量和瓦斯浓度等影响指标提出铁路瓦斯隧道等级划分标准,从而满足瓦斯隧道设计与施工的使用。研究结论:(1)根据安全瓦斯浓度,并结合隧道断面大小和通风要求提出了铁路瓦斯隧道等级划分方法,据此对成贵铁路瓦斯隧道进行分级,分级结果可减少工程投资,加快施工进度;(2)提出了微瓦斯隧道,明确低瓦斯与高瓦斯的浓度分界值为0.3%,微瓦斯与低瓦斯的浓度分界值为0.1%;(3)按断面面积将铁路隧道分为Ⅰ类(30~70 m~2)、Ⅱ类(70~110 m~2)、Ⅲ类(110~140 m~2)和Ⅳ类(≥140 m~2);(4)提出了用于瓦斯隧道分级的临界通风量计算方法,低瓦斯与微瓦斯临界通风量按0.15 m/s乘以隧道面积计算,低瓦斯与高瓦斯临界通风量按0.2 m/s乘以隧道面积计算;(5)本研究成果可为铁路瓦斯隧道设计和施工提供借鉴。     

隧道瓦斯灾害危险性评价初探

研究目的:随着我国基础交通的建设和发展,穿越煤系地层和赋存瓦斯的隧道越来越多,隧道施工瓦斯灾害事故也在不断地增加,因此需研究符合隧道工程特点的瓦斯灾害危险性评价体系。研究结论:本文在研究我国大量已有瓦斯隧道的基础上,通过对影响隧道瓦斯灾害危险性的地质因素、瓦斯因素和施工时人为因素等研究,初步建立了一套较为完善的隧道工程瓦斯灾害危险性评价技术方法体系。该体系包括瓦斯隧道分级评价、瓦斯隧道施工危险性评价、瓦斯隧道施工掌子面突出危险性评价3个层次,从而保证了在隧道选线、设计、施工阶段均能实现对瓦斯灾害进行快速、准确的评价,进而采取相应的工程防治措施。     

铁路隧道瓦斯事故预防措施研究

分析铁路隧道瓦斯产生形式和瓦斯危害，对瓦斯隧道进行分类，提出超前地质钻探、控制瓦斯浓度、杜绝火源等预防措施，对隧道顶部、断面变化处等瓦斯易积聚部位严密监测，对隧道顶部及顶部超挖的空洞、盲巷、避车洞等部位重点检测，高瓦斯工区及瓦斯突出危险工区应配备救护队。     

无轨运输施工隧道瓦斯分布规律数值模拟研究

为了研究隧道瓦斯涌出运移规律及对无轨运输施工的影响,对渝黔铁路天坪隧道施工过程中开挖面瓦斯涌出后的运移分布规律进行数值模拟。考虑可能存在的瓦斯涌出极端条件并结合隧道施工实际,在特定供风条件下分别模拟隧道内无障碍物阻挡、有衬砌台车阻挡、存在运输车辆等因素对瓦斯分布的影响,通过分析特定断面及沿着隧道瓦斯浓度随时间的变化规律,结论如下:开挖面瓦斯涌出后隧道上部瓦斯浓度大于下部瓦斯浓度,上部瓦斯运移速度大于下部瓦斯运移速度;压风管一侧瓦斯浓度低于无压风管一侧浓度;衬砌台车和运输车辆会改变瓦斯运移场规律;建议内燃机车进巷作业时间不低于30 min。     

襄渝线财神庙隧道瓦斯特征及处理对策

研究目的:通过对财神庙隧道瓦斯的出现过程、赋存条件、浓度变化规律、现场采取的有效临时措施以及隧道结构设计的分析,总结瓦斯隧道施工中通常应采取的措施.研究结论:财神庙隧道围岩既不产生瓦斯,也不存在储存大量瓦斯气体的地质环境,岩层中的瓦斯主要从远处运移而来,以游离状态存在,一般不会出现大量瓦斯气体的突然涌出,而是随着打孔释放和通风排泄,浓度会逐渐降低.对于隧道中瓦斯的处理,在思想上要高度重视,充分认识到瓦斯有害气体的危害以及可能带来的严重后果;在措施上要有序认真、层层落实,重点要做好瓦斯检测、通风工作,随时掌控洞内瓦斯的浓度,掌子面的开挖掘进必须有超前探孔指导施工,务必把浓度控制在安全值以内;隧道结构设计首要考虑对瓦斯的封堵,尽量减少瓦斯逸出,确保隧道施工和运营安全.     

渝怀二线新白沙沱隧道瓦斯突出及工区判定

研究目的:渝怀铁路增建二线新白沙沱隧道四次穿过二叠系上统吴家坪组煤系地层，煤层层厚0.35～0.81 m不等，隧道设计和施工均需要确定瓦斯突出危险性及瓦斯工区类型。本文在调查、收集临近既有煤矿、铁路隧道煤层瓦斯资料的基础上，采用瓦斯压力梯度法计算并判定瓦斯突出危险性，采用绝对瓦斯涌出量公式计算并判定瓦斯工区类型，旨在为隧道结构设防、风险管理、施工组织等提供依据。研究结论:(1)新白沙沱隧道埋深位于瓦斯风化带以下，场区瓦斯压力梯度约为4.5×10^-3～5.1×10^-3 MPa/m;(2)隧道揭煤处开挖工作面瓦斯初始压力超过了0.74 MPa的临界值，为瓦斯突出危险工作面；(3)隧道穿煤系地层段绝对瓦斯涌出量约为2.0～2.2 m³/min,为高瓦斯工区；(4)本研究成果可作为瓦斯隧道设计和施工依据，研究方法可为临近矿井和既有铁路的瓦斯隧道工区及突出判定提供参考。     

铁路隧道瓦斯等级划分的探讨

研究目的:铁路隧道瓦斯等级划分,在勘察期间要准确定性很难,在施工中影响因素众多,争议较大,操作性相对较差,因此,如何既确保施工、运营安全,又节约工程投资,提高施工效率,缩短施工工期,科学、合理地确定瓦斯等级,值得进一步研究、实践。文章结合某铁路瓦斯隧道施工实例,以翔实的瓦斯检测资料,分析瓦斯涌出量、瓦斯浓度与施工安全的关系,提出新的观点。研究结论:目前《铁路瓦斯隧道技术规范》中以绝对瓦斯涌出量0.5 m3/min为高、低瓦斯等级划分界线的标准太低,使得一些可以按低瓦斯措施安全施工的隧道判定为高瓦斯等级,增加不必要的防爆、衬砌加强等措施,浪费工程投资;而在满足通风要求的情况下,以回风流中瓦斯浓度0.5%作为高、低瓦斯等级划分的标准更合适。     

非煤气地层瓦斯溢出的启示

研究目的:某线财神庙隧道在志留系片岩地层施工中出现瓦斯溢出。本文通过对该隧道瓦斯的监测、测试评估,以预测掌子面瓦斯的涌出量,分析瓦斯来源,并提出防治措施。研究结论:(1)财神庙隧道的瓦斯溢出属偶然现象,围岩中的瓦斯并非以吸附状态存在,而呈游离状态;瓦斯的含量低、无压力,瓦斯的自然流量小,且衰减比较快;全工区为低瓦斯工区。(2)自然地质环境是复杂的,瓦斯的溢出不仅发生于含煤气等地层中,在非含煤含气地层也可能偶尔发生。(3)对类似隧道的瓦斯溢出宜审慎对待,既要认清其造成危害程度的有限性,又不可轻视,有备而无患。     

瓦斯隧道等级划分新证

研究目的:根据隧道瓦斯与煤矿瓦斯防治方法、控制标准和主要指标的不同,研究一种有别于煤矿瓦斯等级划分的隧道瓦斯等级划分新方法,并依据划分的等级来确定隧道的不同防爆设备和瓦斯管理制度.研究结论:通过对施工通风和稀释瓦斯浓度原理分析及试算,对瓦斯隧道提出了一种新的等级划分方法,不是单纯以瓦斯涌出量为标准,而是结合隧道自身状况和施工通风布置形式来定义瓦斯隧道等级,该方法是一个多元素决定的等级标准.     

瓦斯隧道施工安全控制措施探讨

随着我国基础交通的建设和发展,瓦斯隧道修建的数量也将增多,瓦斯灾害是隧道工程建设的重大灾害之一.本文以某隧道施工实践为例,探讨了瓦斯隧道的界定和划分、瓦斯的危害,并提出了加强通风管理、加强瓦斯监测、施工设备防爆改型、超前地质预报等安全控制措施,可为类似瓦斯隧道的安全管理提供参考和借鉴.     

瓦斯突出隧道揭煤施工技术

介绍六沾铁路复线瓦斯突出隧道的超前地质预报、瓦斯突出性预测、揭煤防突工艺和关键技术,以及施工过程中对瓦斯浓度的监控和通风措施,以此保证了瓦斯突出隧道施工的安全。     

乌蒙山一号隧道高瓦斯施工关键技术

通过对乌蒙山一号隧道高压力瓦斯下施工技术研究,介绍了高瓦斯、瓦斯突出隧道施工中的瓦斯监测技术、通风技术、石门揭煤施工关键技术及瓦斯施工安全管理措施等内容,可为同类型隧道施工提供借鉴。     

高速铁路深埋隧道石煤层瓦斯勘察测试与评价

为了查明湖杭铁路紫荆隧道掘进过程中瓦斯突出等问题,在勘察设计阶段采用工程地质调查、深孔钻探、孔内测试、取样试验等多种勘察手段,并对石煤岩芯进行现场瓦斯解析试验、煤质化学工业成分分析试验、钻孔内瓦斯压力测试、瓦斯浓度测试、瓦斯气体成分分析试验。研究表明,该处石煤属高灰、低碳、高硫、低热值劣质煤。钻孔石煤现场气体解吸量为0,钻孔内瓦斯浓度、瓦斯压力为0,钻孔内气体成分主要为CO、CO₂。综合评价认为,由于经历长久地质构造活动,湖杭铁路紫荆隧道隧址区石煤已不具备大量赋存瓦斯的地质条件,隧道掘进过程中无煤与瓦斯突出危险性,石煤层不具有爆炸性;石煤层在开挖后堆积于隧道内和弃渣场时,自燃可能性低。     

达成线炮台山瓦斯隧道治理措施与施工监理概述

本文概述了炮台山瓦斯隧道的施工监理过程，对瓦斯监测、施工管理、施工通风及瓦斯防治措施等作了简要介绍。     

含瓦斯压力的煤体爆破数值模拟研究

为初步探讨瓦斯压力对煤体爆破过程的影响,运用ANSYS/LS-DYNA软件对含瓦斯压力的煤体爆破过程进行数值模拟研究,分析比较了瓦斯压力的存在与否对爆炸应力波的影响,得出了瓦斯压力对煤体的爆破起积极作用。数值模拟结果表明,存在瓦斯压力的煤体爆破是爆炸应力波、爆生气体和瓦斯压力共同作用的结果。     

渝黔铁路瓦斯突出隧道安全施工管理实践

结合渝黔铁路天坪隧道横洞瓦斯突出工区施工特点,介绍瓦斯突出隧道施工安全管理的组织措施、技术措施及管理措施,并对瓦斯突出隧道通风、施工供电及设备、安全避险六大系统、防突技术措施、瓦斯监测及应急救援等进行研究,实践证明各项管理措施安全可靠,为类似铁路瓦斯突出隧道安全施工管理提供参考。     

台阶式瓦斯排放技术在C1煤层中的应用

近年来,在我国铁路修建过程中瓦斯隧道所占比例越来越高,对于瓦斯隧道施工技术的要求也日趋增高。而煤层瓦斯是隧道建设中的极高风险源之一,易引发瓦斯燃烧、瓦斯爆炸等事故。在穿越煤层时需根据煤层情况选取合适的抽排瓦斯措施和揭煤方案,抽排瓦斯成为揭煤前的关键环节。本文依托欧家湾典型高瓦斯隧道C1煤层自身特点,提出了台阶式多孔排放的思路,并结合工程实际总结了瓦斯隧道施工控制要点,可供有害气体隧道施工参考。     

基于未确知测度理论的隧道施工瓦斯灾害风险评价

选取煤层厚度、煤层瓦斯含量、回风流平均瓦斯浓度、相对瓦斯涌出量、岩石类型、连通封闭性、深度值、隧道跨度、隧道长度、通风风速和涌水量等11项瓦斯灾害指标作为隧道施工瓦斯灾害风险评价指标体系,并建立各指标的等级标准。将序关系分析法(G1)和反熵权法(AEW)运用拉格朗日乘子法确定组合权重,构建各指标的单指标测度函数,并计算出各指标的综合测度评价向量。为了优化未确知测度置信度识别准则,引进集对分析(SPA)关联系数确定各隧道的瓦斯灾害风险等级。并对24个瓦斯隧道进行瓦斯灾害评价,并和FDA法评价结果和现场实测结果进行对比,精度达到91.7%,基本符合实际情况,表明了该评价方法合理有效,可为隧道施工瓦斯灾害评价提供理论参考。     

打子坪隧道瓦斯分析与整治

瓦斯事故屡屡发生,让人谈而生畏,结合宜万铁路打子坪瓦斯隧道处理,详细阐述了该隧道瓦斯产生的原因、灾害分析和治理措施。施工中通过加强超前瓦斯探测及监测、加大施工通风、采取防爆设备等措施,成功避免了瓦斯灾害的发生,为类似工程的设计和施工具有一定的参考意义。