小議隧道煤層的預防措施
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隧道出口端4、6、7號煤層都為采空區(qū)，其中1、2、3、4號煤層間距分別為3．6m、3．5m、4．33m，5、6號煤層間距為7．0m，7、8、9、10號煤層間距分別為4．4m、9．5m、4．0m。4號煤層采空后對1、2、3號煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力均有釋放，6號煤層采空后對5號煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力有釋放，且隧道揭穿1~6號煤層處各煤層埋深平均為70m左右，埋深較淺，從而可以分析出在隧道兩端口揭1~6號煤層時，存在煤與瓦斯突出的危險性較小。根據鄰近白果煤礦的煤與瓦斯突出鑒定報告，煤層瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的破壞類型等指標均超過臨界值。由水塘隧道所揭煤層未做煤層突出鑒定，且近年來赫章發(fā)生了三次突出事故，預計水塘隧道穿過的本區(qū)域煤層具有煤與瓦斯突出危險性，必須加強防突管理，并嚴格采取“四位一體”的綜合防突措施。出口端7號煤層采空后，對8、9、10號煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力有一定的釋放，但是，隧道揭穿7、8、9、10號煤層處平均埋深為300m，且隧道中部各煤層傾角平緩，接近水平，從而可以分析出在隧道中部揭7、8、9、10號煤層和在10號煤層中掘進時存在煤與瓦斯突出的可能性較大。另外，進出口端隧道貫通點位于隧道中部10號煤層中，其存在煤與瓦斯突出的危險性最大。
2防治煤與瓦斯突出的技術
首先在距所揭煤層最小垂距20m處的開挖工作面布置超前鉆孔（初步探測）；然后在距所揭煤層最小垂距10m處的開挖工作面布置超前鉆孔（精確探測）。在距所揭煤層最小垂距20m處的開挖工作面鉆2個超前鉆孔初探煤層位置，2個鉆孔均朝隧道掘進方向施工，且1個平打，另1個朝上打。從出口威寧端向畢節(jié)端右幅施工掘進工作面在目前已揭煤層位置YK108＋905處打超前鉆孔。當水塘隧道從出口威寧端向畢節(jié)端施工掘進時，隧道施工在距所揭煤層最小垂距10m處的開挖工作面布置超前鉆孔，分別探測開挖工作面前方上部及左右部位煤層位置，并采取煤樣和氣樣進行物理、化學分析和煤層瓦斯參數測定，在現(xiàn)場進行瓦斯含量、涌出量、壓力等測試工作。由于隧道開挖斷面較大，為保證探測的準確可靠性，有效控制危險區(qū)域，在隧道開挖斷面上布置三排鉆孔，每循環(huán)鉆孔深度為50m，鉆孔直徑為75mm，鉆孔終孔點控制在隧道開挖線外5m。隧道掘進接近煤層前，必須對煤層位置進行超前鉆探，以便準確掌握煤層的位置、瓦斯賦存情況。在距所揭煤層最小垂距20m處的開挖工作面鉆2個超前鉆孔初探煤層位置（2個鉆孔均朝隧道掘進方向施工，且1個平打，另1個朝上打）。在所揭煤層最小垂距10m處的開挖工作面上鉆5個超前鉆孔，分別探測開挖工作面前方上部及左右部位煤層位置，并采取煤樣和氣樣進行物理、化學分析和煤層瓦斯參數測定，在現(xiàn)場進行瓦斯含量、涌出量、壓力等測試工作。在距所揭煤層最小垂距10m處的開挖工作面，采用超前鉆孔詳細掌握煤層層位、厚度、傾角、走向以及地質情況后，測定前方煤體的瓦斯賦存量和瓦斯壓力等參數。根據水塘隧道的實際情況，瓦斯壓力測試采用主動式快速測壓方法，補償氣體采用高壓氮氣（N2）或一些惰性氣體，補償氣體的充氣壓力應略高于預計煤層瓦斯壓力，其測壓時間較傳統(tǒng)測壓方法大幅降低，且測壓準確率和成功率都明顯提高。瓦斯涌出量及瓦斯衰減系數采用容積式流量計進行測定計算，為減少探測時間和保證測試的準確性，采用快干膨脹水泥注漿封孔工藝，其材料配比為：525硅酸水泥與高鋁水泥的質量比為3∶1。
3局部綜合防突措施
在隧道中央、隧道上部各布置1個預測鉆孔，在隧道兩側應布置2個預測鉆孔。對于隧道內布置的其他鉆孔，預測孔應盡量遠離。當隧道從出口威寧端向畢節(jié)端施工掘進時，隧道施工揭各煤層工作面預測鉆孔的布置情況為：水塘隧道從出口威寧端向畢節(jié)端右幅施工掘進，由于目前在YK108＋905處已揭露1號煤層，即將揭露2號煤層，4號煤層為采空區(qū)，在進行預測鉆孔布置時，可不考慮4號煤層，直接考慮1、2、3號煤層。在YK108＋905處施工4個穿過煤層全厚的預測鉆孔，采集鉆孔煤樣，利用篩孔直徑為1～3mm的篩子篩分鉆屑，用MD—2鉆屑瓦斯解析儀、WTC鉆屑瓦斯突出參數儀分別測定其瓦斯解吸指標Δh2和K1。在隧道中央、隧道上部各布置1個預測鉆孔，在隧道兩側應布置2個預測鉆孔。在隧道內布置有其他鉆孔，預測孔應盡量遠離這些鉆孔。同時針對隧道出口端7號煤層為采空區(qū)，在隧道出口端揭煤工作面上臺階距8號煤層的最小法向距離5m以前施工4個穿過煤層全厚的預測鉆孔，采集鉆孔煤樣，利用篩孔直徑為1～3mm的篩子篩分鉆屑，用MD—2鉆屑瓦斯解析儀、WTC鉆屑瓦斯突出參數儀分別測定其瓦斯解吸指標Δh2和K1。在隧道中央、隧道上部各置1個預測鉆孔，在隧道兩側應布置2個預測鉆孔。當隧道從畢節(jié)端向威寧端施工掘進時，隧道施工揭各煤層工作面預測鉆孔的布置情況為：在隧道進口端揭煤工作面上臺階距1、2、3、4號煤層的最小法向距離5m以前，施工4個穿過煤層全厚的預測鉆孔，采集鉆孔煤樣，利用篩孔直徑為1～3mm的篩子篩分鉆屑，用MD—2鉆屑瓦斯解析儀、WTC鉆屑瓦斯突出參數儀分別測定其瓦斯解吸指標Δh2和K1。
作者：盧道勇單位：貴州省公路工程集團有限公司
