內(nèi)昆鐵路昭通至梅花山段的朱嘎隧道全長(zhǎng)5194m，國(guó)家1級(jí)電化單線鐵路隧道。位于貴州省威寧縣境內(nèi)，云貴高原之中，山構(gòu)造侵蝕，溶蝕地型地貌。最高海拔2546.8m，最大埋深370m。

我集團(tuán)公司擔(dān)負(fù)進(jìn)口正洞2597m和平導(dǎo)長(zhǎng)2462m的施工任務(wù)，設(shè)有十個(gè)橫通道。洞身在DK444+140～KD444+210段露出P_Ⅱ（梁山組）煤系地層，共計(jì)6層煤，最大埋深335m，瓦斯壓力為1.34～1.7MPa，厚度為0.2～2.1m，含量為11.5～12.7m³/t。從煤層埋深、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)指標(biāo)綜合分析，煤與瓦斯有突出危險(xiǎn)，區(qū)內(nèi)煤塵均有爆炸危險(xiǎn)。

1、 施工方案的選擇

按照隧道的圍巖類(lèi)別、瓦斯的含量、壓力、機(jī)械設(shè)備及施工的安全要求，朱嘎隧道采用平導(dǎo)先揭煤，然后利用平導(dǎo)層位來(lái)控制正洞的揭煤位置。即平導(dǎo)施工至DK444+165時(shí)（設(shè)計(jì)煤層里程為DK444+195，實(shí)際提前了55m進(jìn)入煤層），開(kāi)始長(zhǎng)探短掘接近煤層，正洞掘進(jìn)至4#橫通道向前即進(jìn)入第2層的探煤、測(cè)壓、排放瓦斯等系列工作，同時(shí)做正洞揭第1層煤的準(zhǔn)備工作，距正洞第1分層10m時(shí)，采取正臺(tái)階法作業(yè)，距正洞第1分層10m時(shí)，采取正臺(tái)階法作業(yè)，進(jìn)行揭煤。

　 2揭煤方案的設(shè)計(jì)

2.1揭煤施工的原則是“勤檢驗(yàn)，短掘進(jìn)，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，快噴錨”揭煤防突出施工程序圖見(jiàn)圖1。





圖1 揭煤防突出施工程序圖

2.2 超前探測(cè)揭煤

由于我們較早地采用地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)TSP202對(duì)地質(zhì)進(jìn)行超前擦測(cè)，發(fā)現(xiàn)有可能煤層比設(shè)計(jì)提前出現(xiàn)，因此當(dāng)平導(dǎo)施工至DK444+110發(fā)現(xiàn)返水夾帶煤粉，風(fēng)流中瓦斯含量變化異常，揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組緊急決定提前進(jìn)入揭煤施工。用TUX－75A型液壓鉆機(jī)于掌子面打不小于15m的地質(zhì)超前探孔，中線位置頂部打一個(gè)，兩幫中部各打一個(gè)，每組3個(gè)。規(guī)格為?75mm，每掘進(jìn)5m進(jìn)入煤層，由于超前探測(cè)，隧道施工仍順利地通過(guò)了煤層。

2.3 控制煤層的產(chǎn)狀及瓦斯壓力的鉆孔布置

掘進(jìn)工作面距煤層垂距10m處，打3個(gè)穿透煤層全厚并進(jìn)入頂?shù)装鍘r層不小于0.5m的超前鉆孔，以探明煤層貯存情況，并詳細(xì)記錄巖芯資料。掘進(jìn)工作面距煤層5m時(shí)，打2個(gè)穿透煤層的預(yù)測(cè)孔，見(jiàn)煤后改用電煤鉆（鉆頭?75mm）打穿煤層，收集全部鉆屑，按照煤炭工業(yè)部《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》規(guī)定檢測(cè)有關(guān)指標(biāo)，結(jié)合鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術(shù)暫行規(guī)定》判斷其突出危險(xiǎn)性。如實(shí)鉆煤層較厚則每進(jìn)1m考察1次，煤層較薄時(shí)每穿透1個(gè)分層即拔出鉆頭考察1次，必須按規(guī)定在2min內(nèi)做完，如指標(biāo)中有1項(xiàng)達(dá)到或超過(guò)表1中數(shù)據(jù)，則視為有突出危險(xiǎn)性煤層，在揭煤前需要打瓦斯截排鉆孔。預(yù)測(cè)煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性指標(biāo)臨界值見(jiàn)表1。

預(yù)測(cè)煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性指標(biāo)臨界值 表1



見(jiàn)表

2.4 瓦斯排放

鉆孔排放不象負(fù)壓抽放那樣造成周?chē)咚沟膲毫?、濃度局部驟然變化，且抽放要進(jìn)行管路鋪設(shè)、洞外抽放站建設(shè)和儀表的安裝，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)且管理難度大。所以朱嘎隧道采用既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單的鉆孔排放。該隧道煤層產(chǎn)狀近90°，且地質(zhì)條件差，所以預(yù)留5m的安全巖拄。排放孔參數(shù)為：



圖2 控制產(chǎn)狀靠查瓦斯及測(cè)壓圖（單位：m）

排放孔直徑為?108mm，要求穿過(guò)煤層頂板不小于0.5m，單孔排放半徑為1m，排放范圍頂部不少于7m，兩幫不少于6m，底部不少于3m，排放完成后進(jìn)行瓦斯排效果檢驗(yàn)，如有1項(xiàng)指標(biāo)不能滿(mǎn)足要求，則需要采取強(qiáng)制性措施－負(fù)壓抽放或水力沖孔，直到效果檢驗(yàn)合格為止。

2.5 爆破作業(yè)

本隧道瓦斯最小壓力為1.34MPa，根據(jù)地質(zhì)條件，結(jié)合瓦斯壓力含量等因素，為防止隧道坍塌，煤與瓦斯突出，決定采用低爆破力震動(dòng)炮爆破的方式。采用正向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，大并聯(lián)電力起爆，使用專(zhuān)用放炮母線，且爆破網(wǎng)絡(luò)總電流大于起爆電流的2倍以上，炮眼的煤層段不裝藥。使用合格的煤礦安全炸藥和安全電雷管，毫秒延期電雷管最后一段不超過(guò)130ms。

2.6 支護(hù)

根據(jù)煤層的地質(zhì)和放震動(dòng)炮震動(dòng)大以及隧道雨季最大涌水量Q＝75566m³/d的特點(diǎn)。揭煤時(shí)支護(hù)分為三步進(jìn)行。一是及時(shí)施作金屬骨架法防突出；二是管棚防坍塌；三是向巖體壓注水泥－水玻璃雙液漿加固巖體或封閉煤層裂隙法防水。具體做法：

相間施作超前注漿錨桿及外層漿錨桿，前者采用WTD25中空注漿錨桿，外垂角30°，長(zhǎng)5m，每2m一循環(huán)。后者采用G38N自進(jìn)式錨桿，外插角2°，長(zhǎng)5m，每4m一循環(huán)。采用水泥一水玻璃雙液漿向巖體及封閉煤層裂隙注漿，水灰比1：1，C：S＝1：0.6，水玻璃模數(shù)m＝2.4～3.4，玻鎂度Be＝35°。金屬骨架采用12.6號(hào)工字鋼，每延米1榀。

2.7 通風(fēng)設(shè)計(jì)

（1） 在通風(fēng)計(jì)算中分別按照a.洞內(nèi)允許的最小風(fēng)速計(jì)算；b.爆破因素計(jì)算；c.洞內(nèi)同時(shí)工作的最大人數(shù)計(jì)算；d.瓦斯涌出量計(jì)算。并對(duì)其進(jìn)行阻力計(jì)算得出風(fēng)機(jī)的最大壓力，取各計(jì)算方法所得結(jié)果的最大值為：正洞風(fēng)量1008m³/mig，平導(dǎo)風(fēng)量861m³/min，總風(fēng)量為1869m³/min。風(fēng)壓為3320pa。

（2） 風(fēng)機(jī)的選擇

考慮到施工干擾與備用風(fēng)機(jī)的和管理使用等方面的因素，正洞安裝1000m m³/min壓入式風(fēng)機(jī)供風(fēng)，3#橫通道安裝2000 m³/min向正洞小導(dǎo)坑和平導(dǎo)供風(fēng)。風(fēng)壓為4800pa，均為防爆型風(fēng)機(jī)。

（3） 風(fēng)管的選擇

風(fēng)管一律選用?1200mm防爆型阻燃軟質(zhì)風(fēng)管。三通風(fēng)管采用0.75mm的鍍鋅鐵皮彎制焊接而成。通風(fēng)系統(tǒng)圖如3。





圖3 通風(fēng)系統(tǒng)布置圖

2、 重點(diǎn)工序的安全措施

3.1 打截排鉆的安全技術(shù)措施

若有突出危險(xiǎn)，需要進(jìn)行瓦斯排放時(shí)，用液壓鉆機(jī)打?108mm的鉆孔，機(jī)身要支撐牢固，距離工作面一般不大于1.5m。各種設(shè)備必須完好達(dá)標(biāo)，每次開(kāi)鉆前瓦檢員必須嚴(yán)格認(rèn)真檢查工作畫(huà)和回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋缤咚節(jié)舛群砍瑯?biāo)或有瓦斯噴孔現(xiàn)象時(shí)，不能拔出鉆桿，立即停電撤人，等噴孔完畢，瓦斯含量降到安全施工條件時(shí)方可復(fù)鉆。

3.2 刷斜面的安全技術(shù)措施

經(jīng)檢驗(yàn)瓦斯三項(xiàng)指標(biāo)均合格后開(kāi)始刷斜面工作。打炮眼前，先用風(fēng)鉆釬子在隧洞頂部和中間各打1個(gè)打探眼，方向盡量與巖層面垂直，眼深3m。進(jìn)一步探明離煤層距離，然后在保證2m巖柱的情況下刷出斜面。刷斜面采取打淺眼、少裝藥、放小炮往前推進(jìn)。

3.3 鉆炮眼的安全技術(shù)措施

在有突出危險(xiǎn)的煤層中作業(yè)，鉆炮眼是非常危險(xiǎn)的工序，一旦排放不到位，在鉆眼中很容易引起煤與瓦斯突出。因此，施工時(shí)技術(shù)員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)。按照爆破圖表的炮眼位置、角度、深度等進(jìn)行打眼。工作面不得超過(guò)2臺(tái)風(fēng)鉆，作業(yè)時(shí)瓦檢員經(jīng)常檢查瓦斯?jié)舛龋绨l(fā)現(xiàn)鉆孔中返水、夾帶煤粉、卡鉆等異常情況應(yīng)立即組織人員撤到安全地帶，及時(shí)向揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室匯報(bào)，待研究措施后進(jìn)行處理。

3.4 裝配引藥、放炮的安全技術(shù)措施

專(zhuān)職放炮員領(lǐng)用炸藥雷管后，按照爆破規(guī)程在無(wú)電器設(shè)備的安全洞室內(nèi)制做引藥。周?chē)粶?zhǔn)有其他人員。放炮前停掉回風(fēng)洞內(nèi)一切電源，撤離人員，局扇正常通風(fēng)，采用進(jìn)風(fēng)側(cè)500m的避難洞室中遠(yuǎn)距離放炮，放炮地點(diǎn)配備自救器，風(fēng)門(mén)要關(guān)好。炮響后約30min，救護(hù)隊(duì)員、瓦檢員、安全員帶好自救器，邊走邊檢查瓦斯，根據(jù)檢查結(jié)果，確定恢復(fù)送電、通風(fēng)、排除瓦斯等具體工作。

4． 安全管理措施

4.1 準(zhǔn)備充分，組織周密。在隧道施工上場(chǎng)之初就組成了由指揮長(zhǎng)、總工程師、外聘專(zhuān)家、集團(tuán)公司專(zhuān)家組成的揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組。由指揮部組織有關(guān)人員參照鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術(shù)管理暫行規(guī)定》、煤炭部《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》《煤礦安全規(guī)程》，煤炭部《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》《煤礦安全規(guī)程》編制了朱嘎隧道《揭煤施工安全技術(shù)暫行規(guī)定》；并邀請(qǐng)路內(nèi)外專(zhuān)家對(duì)其進(jìn)行了評(píng)審后分發(fā)至每一個(gè)員工手中。

全員培訓(xùn)，嚴(yán)格考試。鑒于隧道瓦斯含量高、壓力大、有突出危險(xiǎn)，為確保施工安全，我們與貴州省六枝礦務(wù)局聯(lián)系，專(zhuān)門(mén)組織十幾人的技術(shù)骨干實(shí)地辦學(xué)習(xí)班，并聘請(qǐng)貴州省煤礦局專(zhuān)家授課，對(duì)揭煤施工工藝、技術(shù)方案、機(jī)械設(shè)備、應(yīng)急等進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)。并對(duì)全體員工分批次進(jìn)行強(qiáng)制性培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考試合和能上崗操作。

4.3 超前預(yù)報(bào)，防患于未然。請(qǐng)石家莊鐵道學(xué)院的地質(zhì)專(zhuān)家利用先進(jìn)的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)TSP202對(duì)地質(zhì)進(jìn)行超前探測(cè)。準(zhǔn)確了解地質(zhì)情況，做到先知先覺(jué)，防患于未然。雖然隧道提前55m進(jìn)入煤層，但各項(xiàng)準(zhǔn)備工作全部到位，按施工組組設(shè)計(jì)安全順利通過(guò)第一層煤。

4.4 高度重視，群防群治

（1） 在逼近煤層時(shí)，揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組駐現(xiàn)場(chǎng)指揮，并聘請(qǐng)煤礦有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員和工人現(xiàn)場(chǎng)幫助指導(dǎo)。對(duì)揭煤實(shí)行統(tǒng)一指揮，實(shí)行各個(gè)崗位定崗、定責(zé)、定人，爆破定時(shí)、撤離、停電、停風(fēng)、復(fù)電、通風(fēng)、復(fù)工報(bào)告通知制度。實(shí)行24h洞口檢身制度和每天交班會(huì)制度，確保安全揭煤。

（2） 揭煤前3天召開(kāi)準(zhǔn)備會(huì)議，布置停電、撤人、警戒等工作。對(duì)通風(fēng)、瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、電風(fēng)氣設(shè)備防爆性能、避難洞室和避難線路標(biāo)志等進(jìn)行一次全面檢查，確保暢通完好。

（3） 揭煤前2天，救護(hù)隊(duì)和醫(yī)療組到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)洞調(diào)查，熟悉避難線路，對(duì)全體施工人員進(jìn)行防突防爆教育。

（4） 揭煤前1天，洞口設(shè)揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組值班室，現(xiàn)場(chǎng)指揮揭煤。由總指揮長(zhǎng)及現(xiàn)場(chǎng)指揮長(zhǎng)組織人員在洞口會(huì)議室召開(kāi)揭煤準(zhǔn)備工作會(huì)議。檢查工作任務(wù)完成情況，布置揭煤的具體工作，提出要求，落實(shí)工作人員的責(zé)任。

正洞由于只進(jìn)新鮮空氣可以正常開(kāi)挖，平導(dǎo)和小導(dǎo)坑內(nèi)一律使用防爆設(shè)備，供電采用雙回路電源，洞內(nèi)用電使用“三專(zhuān)兩閉鎖”裝置（專(zhuān)用變壓器，專(zhuān)用開(kāi)關(guān)，專(zhuān)用線路，風(fēng)電閉鎖，瓦斯、電閉鎖）。每次開(kāi)風(fēng)機(jī)都要檢測(cè)20m以?xún)?nèi)的瓦斯?jié)舛龋仨毿∮?％。工作面晝夜設(shè)專(zhuān)職瓦檢員檢測(cè)記錄瓦斯情況，瓦檢員人手1臺(tái)光干涉瓦檢儀和便攜式瓦斯自動(dòng)報(bào)警儀，工作人員每人佩帶1臺(tái)壓氧自救器。另外，瓦斯預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工具必須齊全，計(jì)量器具必須經(jīng)校準(zhǔn)。瓦斯斷電報(bào)警裝置必須靈敏可靠。

5． 施工體會(huì)

隧道提前55