瓦斯隧道施工安全专项方案.doc
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1、蒙华铁路MHSS-5标西安岭隧道3斜井瓦斯工区施工平安专项方案中铁五局蒙西至华中铁路MHSS-5标段工程部二0一五年七月目 录1编制说明11和目标112工程概况11222223瓦斯的定义23344低瓦斯隧道灾害的预测及特点66775施工平安管理措施7建立平安管理网络8915196瓦斯监测、检测方案212122227瓦斯隧道施工通讯方案238瓦斯隧道施工防火2424249瓦斯隧道应急预案根据工程部统一指挥安排269.1 应急预案适应范围262627299.4报警、监控系统和报告程序3637379.8培训和宣传、演练373810后期处置383839391编制说明1.1编制依据1) 中铁四院设计的相
2、关定型、参考图及通用图。2) 中华人民共和国主席令?中华人民共和国平安生产法?(第70号)。3) 中华人民共和国国家标准?爆破平安规程?GB6722-2021。4) 国务院令?建筑工程平安生产管理条例?(第393号)。5) ?平安生产许可证条例?国务院令第397号。6) ?铁路瓦斯隧道技术标准?TB10120-20027) 作业施工、通风方案及施工管理严格按设计要求施作,并要符合?煤矿平安规程?、?防治煤与瓦斯突出规定?。编制目的和目标为了确保西安岭隧道3斜井施工平安与质量,防止重大平安事故发生。通过提前制定西安岭隧道3斜井煤系地层专项施工方案以应对瓦斯、煤层的出现,及时调整施工方案,确保工程
3、顺利进展。适用范围本方案适用于中铁五局蒙西至华中铁路MHSS-5标段工程部西安岭隧道3号斜井低瓦斯隧道施工。2工程概况简介西安岭隧道3斜井位于线路前进方向的右侧,交右线于YDK775+879.6,与线路前进方向平面交角为41153,采用无轨运输双车道断面。斜井长度起点从斜井与正洞侧壁交点计算,斜井平长2655m,综合坡度为9.42%。西安岭隧道3#斜井衬砌类型主要为V级整体式衬砌、级锚喷衬砌、级喷锚衬砌。3#斜井工区承当正洞施工任务为左线DK775+095DK776+840,全长1745m,右线YDK775+010YDK776+830,全长1820m。根据设计图纸,西安岭隧道为低瓦斯隧道,其中
4、3#斜井工区施工的西安岭隧道左线DK776+000DK776+840,右线YDK775+970YDK776+830段为低瓦斯区段,位于中生代三叠煤系地层属三级瓦斯地段。西安岭隧道线路穿越熊耳山山脉,隧道进口端位于三门峡市卢氏县横涧乡,出口端位于三门峡市卢氏县五里川镇。隧道设计为双洞单线隧道,最大埋深约715m。地层岩性剥蚀中低山区,地势起伏变化大。隧道出口相对浅埋段,围岩地层主要为T3a板岩、长石石英砂岩,为软硬岩互层,局部夹炭质板岩等极软岩。岩体节理裂隙发育,岩体多破碎较破碎,隧道易坍塌掉块,局部较完整。T3a含煤系地层段局部存在瓦斯气体,需加强超前地质预报及通风,必要时采取适当工程措施,保
5、证施工及工程平安。西安岭隧道洞身穿越大小断层23条,且下穿河道较多,地下水发育;F9瓦穴子、F21朱阳关断层为本隧道重点断层,断层宽度较大且导水,存在突涌水可能;隧道埋深较深,局部存在岩爆和发生软岩大变形可能;隧道DK780+250DK782+050(1800m)段主要为白云石大理岩地层,节理裂隙等较发育,局部岩溶较发育,易坍塌、变形;隧道洞身有主要不良地质有:断层破碎带、岩爆、软岩大变形、涌水突泥、瓦斯、岩溶等。地表水:地表水多为沟谷水,测时流量较小,且随季节性变化较大。地下水:地下水弱发育。预测X3DK2+300+652段单位长度最大涌水量为0.76m(3)/dm,为弱富水区。1在外力作用
6、下,T3a板岩、长石石英砂岩,为软硬岩互层,局部夹炭质板岩等极软岩,呈碎屑状剥落,局部形成浅表层坍滑。2有毒有害气体。3T3a含煤系地层段局部存在瓦斯气体,为低瓦斯隧道。 3瓦斯的定义瓦斯是隧道从地层中涌出的以甲烷为主的各种有害气体的统称,由gas音译而来,其成分比拟复杂,它含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气、和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等,但主要成分是甲烷CH4,俗称沼气,占80%90%。沼气无色、无味、无毒,难溶于水,比空气轻,遇火即燃烧或爆炸。,沸点为-164,在标准状态下,密度为0.716kg/m3,相对于空气的比重为0.554,因此易积聚在坑道,渗透性高,扩散速度大,容易透过裂
7、隙兴旺,构造松散的岩石。瓦斯微溶于水,溶解度为3.5%;极易燃烧,但不能自燃,当与空气混合到一定浓度时,遇火源能燃烧或爆炸,瓦斯无毒,但其成分中的乙烷,丙烷等气体具有麻醉性,容易使人头晕目眩、头痛,甚至昏迷,瓦斯浓度过高时,相对降低空气中氧气含量能使人窒息。瓦斯的特性爆炸性瓦斯本身是不会自燃和爆炸的,但当和空气氧气以一定比例混合均匀并到达一定浓度后,遇到火源,才会燃烧和发生爆炸。渗透性瓦斯的渗透性极高,扩散速度快,其扩散性比空气高1.6倍,容易透过裂隙兴旺、构造松散的岩石或煤层,渗透到隧道开挖空间里。不稳定性瓦斯在煤体和围岩中以游离状态和吸着状态存在。两种状态的瓦斯是处在不断变化的动平衡中,当
8、温度、压力等外界条件变化时,平衡就被打破。压力升高温度降低时,局部瓦斯将由游离状态转化为吸着状态,反之,压力降、温度升时,又会有局部瓦斯由吸着状态转化为游离状态。窒息性瓦斯是无毒、无色、无味的,但不适合呼吸。瓦斯浓度升高,空气中氧气浓度急剧下降,会引起人员窒息。煤矿许多瓦斯伤亡事故中,有很大局部是瓦斯窒息造成的。瓦斯爆炸的必要条件瓦斯爆炸必须具备三个条件:一定的瓦斯浓度,一定温度的引火源和足够的氧气。瓦斯浓度瓦斯爆炸之所以产生,是瓦斯氧化反响剧烈开展的结果。如果生成的热量超过周围介质的吸热和散热的能力,即形成热量的积聚,促使氧化进一步开展,结果就会酿成爆炸。瓦斯爆炸是有一定的浓度范围的,在新鲜
9、空气中,当甲烷浓度低于5%界限时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层,此燃烧层呈浅兰色或淡青色;浓度高于16%界限时,在遇火源时不爆炸也不燃烧。一般情况下,瓦斯在空气中的浓度为5%16%时,才可能发生爆炸。当然,瓦斯的爆炸界限不是固定不变的。当瓦斯中混入某些可燃性气体时,不仅增加了爆炸性气体的总浓度,而且会使瓦斯爆炸的下限降低。当隧道空气中含有煤尘时,也会使瓦斯的爆炸下限降低,增加爆炸的危险性。此外,瓦斯混合气体的初温越高,爆炸界限就越大。所以,当隧道发生火灾时,高温会使原来不具备爆炸条件的瓦斯发生爆炸。但如有惰性气体混入,可在一定程度上降低瓦斯爆炸的危险性。少量参加惰性气体可缩小瓦斯爆炸界
10、限,多量参加甚至能使瓦斯混合气体失去爆炸性。引火源瓦斯爆炸的第二个必要条件是高温火源的存在。一般,瓦斯的引火温度为650750左右。明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的平安灯网罩、吸烟、甚至撞击或摩擦产生的火花等,都足以引燃瓦斯。不同浓度的瓦斯引火温度不同,高温也可能引燃低浓度的瓦斯。由于瓦斯的热容量很大(约空气的2.5倍),当其遇火后并不立即发生反响,需要迟延一个很短的时间后才能燃烧和爆炸,这种现象称为延迟引火现象。其延迟引火的时间称为感应期,这种现象对隧道的平安生产有着重要作用。在使用平安炸药进展爆破时,即使爆温能高达2000 左右,但由于爆焰存在的时间极短(通常仅为千分之几秒),也不致将附近
11、的瓦斯引爆。足够的氧气大量实验证明,当含瓦斯的混合气体中氧浓度降低时,瓦斯的爆炸界限随之缩小,当氧浓度低于12%时,瓦斯混合气体即失去爆炸性,即使遇到明火也不会发生爆炸。瓦斯突出瓦斯突出是施工过程中,发生的一种瓦斯的突然剧烈运动并造成十分巨大的动力效应现象,其机理较为复杂,但破坏性极大,易引起瓦斯爆炸等突发性自然灾害。一般认为饱含瓦斯的煤层或地质构造,在构造力、地层静压力等的综合作用下积蓄了较大的弹性能量并处于平衡状态,当隧道施工影响造成该平衡状态下瓦斯压力体系的破坏时,巨大的弹性能量和游离瓦斯突然释放,在极短的时间内大量瓦斯混合物喷射到施工空间,造成人员窒息,引起瓦斯燃烧或爆炸。瓦斯突出与地
12、质构造、瓦斯含量与地层压力等密切相关。瓦斯涌出形式普通涌出:煤系地层或岩层中瓦斯缓慢、均匀、长时间地向坑道内释放,这是瓦斯涌出的根本形式。瓦斯喷出:含瓦斯煤系地层的地质破碎带、空洞或裂隙中积存有大量的高压瓦斯,当坑道开挖接近时,瓦斯突然以喷出形式大量释放。煤岩与瓦斯突出:存在于地层中具有一定压力的气体和固体混合物,冲破煤岩覆盖层后,大量的煤和岩石被抛出,并释放出大量的瓦斯。瓦斯突出的一般规律煤岩与瓦斯突出前后,都有地应力、瓦斯和煤岩的地质构造与力学性质的种种异常表现。归纳起来发生突出有三个主要因素:地应力、瓦斯和煤岩构造,而地应力和煤岩中瓦斯的存在是引起突出的主要因素。其突出的一般规律为:1突
13、出最易发生在地质构造带及其附近,如断层、褶曲、扭转地带、火成岩侵入区、煤层倾角骤陡、走向拐弯、层厚变化异常等地段。2在开挖形成的应力集中区,应力增大,突出危险性随应力增大而增大,如坑道的上隅角,相向开挖接近区、坑道开挖分支处等。3突出次数和强度,随煤层厚度和煤层倾角放散初速度高、瓦斯含量大、层理紊乱,无明显节理、光泽暗淡、容易粉碎、有分枝型节理等特征。4突出前常出现各种预兆,如坑道支撑压力增大;岩块迸出、掉碴、外鼓或移动加剧;煤岩与支架发生破裂声、闷雷声、折断声等;瓦斯涌出量忽大忽小;煤尘增多;煤体及工作面温度略有下降或升高;煤质变软、枯燥;顶钻夹钻等。5绝大多数突出发生在掘进工序,尤其在爆破
14、时,突出的危险性随着对煤体的震动而加剧。6突出具有延时性,其迟延时间从几分钟到几十个小时。突出与地质构造的关系绝大多数瓦斯突出发生在地质构造带内,如:断层、褶曲、向斜、扭转、背斜和火成岩侵入区。在地质构造带内,煤层受着强大的地质构造力的作用而积蓄大量的能量,同时破坏了的煤体形成了贯穿裂隙,促使瓦斯积聚,给突出创造了条件。当开挖工作接近这一区域时,在地压的参与下,煤岩中所积蓄的潜能突然释放,瓦斯突然涌出,就造成瓦斯的突出。就地质构造来讲,向斜的轴部,扭转地带的突出危险要大于背斜。突出与瓦斯压力的关系煤层中或岩体中的瓦斯含量与瓦斯的压力是突出的重要因素之一,瓦斯含量与瓦斯压力越大,突出危险越大,一
15、般瓦斯突出发生在瓦斯压力大于10Mpa的情况。突出与地压的关系地压力越大,突出的危险性越大。埋深增加时,突出的次数和强度都有可能增加。此外,在应力集中区,瓦斯突出的危险性也大幅度增加。突出与地层的关系在软弱煤层或岩层中,瓦斯突出的危险性较高。假设煤层顶底板为坚硬而致密的岩层且厚度较大时,其弹性与集中应力较大,瓦斯不易释放,其突出危险也较大。此外,瓦斯突出与隧道的开挖方向和煤层的走向也有一定的关系,一般两者垂直时,瓦斯易突出。突出与水文地质的关系煤层比拟湿润,隧道涌水量大时,突出的危险性小,反之那么大。4低瓦斯隧道灾害的预测及特点4.1灾害的预测施工中采取加深炮眼、超前钻孔进展探测,探明掌子面前
16、方瓦斯、天然气情况。加强不连续连续施工通风,防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s,保证洞内瓦斯浓度在0.5%以下,防止有害气体浓度超限危害作业人员身体安康及发生天然气爆炸事故。灾害可能发生的原因和位置瓦斯爆炸的主要原因是由于瓦斯积聚,通风不当导致而成。一方面爆破作业后,因爆破作业后瓦斯溢漏面急剧增大,洞内通风条件差,瓦斯浓度最易升高,另一方面是瓦斯突涌。还有引起爆炸的原因是电力线短路、电气焊防火不当以及车辆、机械设备保养不及时等原因产生火花引起爆炸。隧道设计采用新奥法施工,采用人工手持风钻钻爆开挖和模板台车进展二次衬砌,因此爆破后未支护断面及模板台车附近最容易形成瓦斯积聚,发生爆炸可能性最大,另
17、外坍塌、超挖形成的空腔,错车道、隧道洞室等容易形成瓦斯积聚。4.3灾害特点瓦斯爆炸的危害性极大,具有一定的突发性、可以产生极大的冲击波,一旦发生爆炸,洞内甚至洞外人员、设备都无法幸免,将造成极大的人员伤亡和经济损失。5施工平安管理措施瓦斯隧道施工管理,要坚决贯彻“平安第一,预防为主,依靠科学,综合管理的方针,施工中的各项管理工作必须在此方针的根底上做到科学、简便、严密、系统。结实树立平安第一的思想,提高平安意识,做到不平安不施工。建立和完善平安管理体系,落实各项平安管理措施和平安施工责任制,建立健全各项规章制度,落实一岗双责,做到管生产必须管平安。1对所有现场作业管理人员进展防治瓦斯及防突专业
18、知识和平安知识的培训,掌握煤与瓦斯突出预兆、预防突出的根本知识。2隧道斜井和正洞左右线掌子面坚持先探后掘,掌握煤层及瓦斯赋存情况,进展突出危险性预测预报。3严格放炮管理,使用煤矿许用炸药,有突出地段使用平安等级不低于三级的煤矿许用含水炸药;使用煤矿许可毫秒延期电雷管,总延期不超过130毫秒。4瓦斯工区采用电雷管起爆时,严禁反向装药。采用正向连续装药构造时,雷管以外不得装药卷。在岩层内爆破,炮眼深度缺乏0.9m时,装药长度不得大于炮眼深度的1/2;炮眼深度为0.9m以上时,装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破,装药长度不得大于炮眼深度的1/2。5严禁隧道内明火作业,严禁携带烟草及点火物
19、品进入隧道。洞口20米范围内严禁明火。6严禁穿化纤衣服进入隧道。7配备相应的平安防护用具及应急救援物质。8加强顶板管理,坚持敲帮问顶,及时去除浮渣,对松散体及时进展注浆固结,以防倾出造成垮帮垮顶。9加强洞内外联系,安装防爆 。10建立以工程经理为首的瓦斯煤系地层地段施工管理领导小组,全面指挥该地段的平安施工和施工管理工作。11工作人员进入隧道前,必须进展登记和承受洞口值班人员的检查,不准将火柴、打火机、损坏的烊灯及其它易燃物品带入洞内。12进洞实习或参观人员,应先进展有关防治瓦斯劳动保护平安常识的学习,并遵守有关防爆知识。13建立平安施工的各项作业管理制度,细化到每个工序,每一作业程序,做到全
20、过程标准化。使之作业人员有章可循,不给违章者留下一点空隙。建立平安管理网络瓦斯三级管理制1建立工程部瓦斯检测中心,负责检查监视瓦斯检测,煤层突出危险性预测和防突措施效果检查以及瓦检仪的定期鉴定工作。2建立工区瓦检专项检查小组,组织现场的瓦斯检测工作。3建立西安岭隧道3斜井瓦检室,设专人日夜实施瓦斯检测和通风防爆工作。平安教育及上岗培训对全体员工进展平安教育,普及瓦斯知识,并按岗位、分工种,分别对通风工、电工、瓦检员、爆破员等进展岗位培训。1 凡从事瓦斯隧道工作的干部、工人都必须进展瓦斯的平安技术培训,并经考试合格后才能上岗作业。未经培训或培训未取得合格证人员,严禁上岗作业。2 电工、爆破工、瓦
21、斯检测人员,电器设备防爆检查员及仪器、仪表校正人员和突出措施效果检查人员等特种作业人员,必须经地方劳动局、煤矿矿务局等有关部门培训,取得合格证后,方准上岗。3调换工种人员及参与技术革新的有关人员,必须重新进展平安技术培训。 施工平安技术措施3#斜井工区属于低瓦斯工区,隧道内电器设备与作业机械可使用非防爆型。当检测发现隧道变为高瓦斯工区、瓦斯突出工区时,隧道内机电设备,不管移动式或固定式都必须采用平安防爆类型。进风巷道中采用平安照明灯,在工作面或回风巷中,必须采用矿用防爆型照明灯。制止洞内电气设备接零,检修和迁移电气设备必须停电进展,不准带电作业。普通型携带测量仪表只准在瓦斯劳动保护浓度1%以下
22、地点使用。瓦斯隧道施工用电 额定电压控制标准瓦斯工区内各级配电电压和各种机电设备的额定电压等级应符合以下要求:1) 高压小于10000V;2) 低压小于1140V;3) 照明、手持式电器设备的额定电压和 、信号装置的额定供电电压,在低瓦斯工区应小于220V,在高瓦斯和瓦斯突出工区应小于127V;4) 远距离控制线路的额定电压应小于36V。瓦斯工区内的配电变压器严禁中性点直接接地。严禁由洞外中性点直接接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道供电。瓦斯隧道必须采用独立的接地保护系统。专用保护接地线不允许断线且不允许安装任何开关,洞内36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等,
23、都必须与专用保护接地线可靠连接,其接地网上任何一保护接地点的接地电阻值不得大于2。 低压馈电线路上,必须装设能自动切断漏电线路的检漏装置。1施工现场的总配电箱至开关箱设置两级捡漏继电器,两级捡漏继电器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合,使之具有分级保护的功能。 2开关箱中必须设置漏电保护器,施工现场所有用电设备,除作保护接零外,必须在设备负荷线的首端处安装漏电保护器。 3捡漏继电器应装设在总电源隔爆断路器的负荷侧和分路隔爆开关的负荷侧。 4捡漏继电器的选择应符合先行国家标准?剩余电流动作保护器的一般要求?GB 6829和?漏电保护器平安和运行的要求?GB 13955的规定,额定漏
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