1瓦斯隧道机械车辆主动防御防爆改装施工工法gtq.docx

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1、瓦斯隧道道机械车车辆主动动防御防防爆改装装施工工法法中铁十二二局集团团有限公公司中铁铁十二局局集团第第一工程程有限公公司王琪胡曙曙峰 王王万通 安建国国 姜姜军1.前言言由于瓦斯斯隧道施施工的高高风险性性，普通通机械设设备无法法在瓦斯斯隧道内内作业，因因此，机机械设备备防爆改改装是瓦瓦斯隧道道施工中中最重要要的内容容之一，机机械设备备的防爆爆性能直直接决定定瓦斯隧隧道施工工的成败败。金竹竹山瓦斯斯隧道是是达陕高高速公路路高风险险控制性性工程，全全长27700mm，不良良地质主主要有采采空区、煤煤层、瓦瓦斯、小小煤窑、极极软弱破破碎围岩岩等，施施工条件件极其复复杂。为为了安全全、优质质的完成成施

2、工任任务，中中铁十二二局集团团有限公公司组织织隧道施施工、瓦瓦斯防治治与设备改改装专家家和技术术人员成成立了攻攻关小组组，对金金竹山瓦瓦斯隧道道关键施施工技术术课题进进行研究究。用KKZJ0001-F煤矿矿监测分分站和KKG97701AA低浓度度甲烷传传感器对对机械和和车辆进进行主动动防御防防爆改装装为课题题关键技技术之一一，并申申请了车车载瓦斯斯监测系统统专利利，且已已授权，经查新此项技术在国内外首次使用，2011年8月31日山西省科技厅组织专家进行技术鉴定，认为该项技术达到国际先进水平。该项技术在瓦斯隧道施工中有较大的推广价值，经过实践检验总结形成本工法。2.工法法特点2.1机机械车辆辆用

3、KZJJ0011-F煤煤矿监测测分站和和KG97701AA低浓度度甲烷传传感器进进行主动动防御防防爆改装装，形成成车载瓦瓦斯监控控系统，防爆改装价格便宜实惠。2.2防防爆装置置安装快快捷，维维护简便便，系统统运行稳稳定可靠靠。2.3不不会改变变机械车车辆的动动力特性性。 22.4可可同时防防御监测测多种有有害气体体，甲烷烷、一氧氧化碳、二二氧化碳碳、硫化化氢、二二氧化氮氮、风速速等。2.5 本工法将传传统的设设备被动动防御防防爆改装装（对设设备进行行特殊的的设计实实现设备备在瓦斯斯超限等等危险条条件下具具备继续续作业的的能力）变变为主动动防御防防爆改装装（采用用一定的的措施手手段，使使机械设设

4、备在瓦斯超超限等危危险条件件下设备备自动停停止作业业，瓦斯斯在正常常范围后后设备会会重新启启动作业业）,结结合瓦斯斯隧道施施工的实实际情况况分析，施施工机械械如挖掘掘机和装装载机在在作业时时会不可可避免的的产生摩擦擦或碰撞撞火花，瓦瓦斯浓度度超限的的情况下下非常危危险，但但被动防防御的防防爆设备备是无法法克服的的。因此此该类设设备必须须采用主主动防御御的措施施来实现现设备的的防爆功功能,确确保瓦斯斯隧道的的施工安安全。3.适用用范围本工法防防爆改装装技术适适用于无无严重瓦瓦斯突出出危险的的高瓦斯斯隧道和和低瓦斯斯隧道，隧隧道具备备良好的的通风换换气条件件，施工工机械设设备状况况良好。4.工艺艺

5、原理主动防御御防爆改改装系统统主要利利用煤矿矿监控分分站和传传感器采采集施工工机械工工作区域域的环境境瓦斯气气体浓度度参数，形成车载瓦斯监控系统。控制分站根据采集的浓度值和控制逻辑进行分析处理。系统工作时，当环境瓦斯浓度逐渐上升，达到比较危险的浓度（比如按照有关规定设定为0.3%），分站向报警器发出报警信号，报警器发出声光报警，驾乘人员听到或看到报警信号后，立即停止作业，通知相关人员核查现场实际情况，在查明起因并解除危险后再行作业，可以实现危险提前处理的作用。如果瓦斯浓度上升较快或者是施工机械现场无人值守时，环境瓦斯浓度达到较高危险限值0.5%后，此时控制分站再次向机械的断油熄火控制器发出控制

6、信号，使机械自动停止工作，实现闭锁。系统工作原理示意如下图4所示。图4车载载瓦斯系系统工作作原理示示意5.施工工工艺流流程及操操作要点点5.1施施工工艺艺流程 见图图5.115.2操操作要点点5.2.1防爆爆改装系系统组成成防爆改装装系统主主要由三三部分组组成：系系统维护护与配置置管理中中心、控控制分站站、检测测控制器器。系统统结构如如下图55.2.1。1、 系系统维护护与配置置管理中中心系统维护护与配置置管理中中心主要要用于设设置、调调试系统统配置参参数和控控制逻辑辑。主要要由中心心电脑、系系统软件件、数据据传输接接口组成成。这部部分配置置主要由由设备提提供方使使用，用用户也可可购置用用于平

7、时时的维护护，系统正正常运行行时不需需该部分分设备。图5.11施工工工艺流程程图 图5.22.1防防爆改装装系统结结构图2、控制制分站分站是系系统的数数据采集集处理和和逻辑控控制中心心，负责责从传感感器采集集环境参参数，并并将结果果按照管管理中心心软件所所设计的的控制逻逻辑进行行判断处处理，根根据配置置方案在在检测到到异常时时输出报报警和断断电等控控制信号号；分站站还具备备与管理理中心进进行数据据通信的的功能，接接收管理理中心下下达的配配置逻辑辑指令并并可将采采集的数数据发送送至管理理中心进进行实时时监测调调试。3、检测测控制器器检测控制制器包括括传感器器和报报报警器。传感器主主要是采采集隧道

8、道的环境境参数，传传感器的的种类比比较多，如如：甲烷烷、一氧氧化碳、二二氧化碳碳、硫化化氢、二二氧化氮氮、风速速等。目目前车载载瓦斯监监控系统统配置的的传感器器多为沼沼气传感感器，也也可根据据现场需需要配备备其他类类型传感感器。报警器接接收分站站发来的的报警信信号，发发出声光光报警提提示，提提前发出出预警。5.2.2施工工准备主要是防防爆改装装系统分分站、传传感器的的准备和和安装所所用工具具的准备备。5.2.3防爆爆改装的的主体机机械检查查对需要改改装的机机械性能能和状态态进行检检查，确确保所改改装的机机械具有有良好的的工作状状态。如如果机械械的工作作状态满满足不了了要求，则则需对机机械进行行

9、维修和和保养。5.2.4防爆爆系统的的安装监测分站站安装位位置可根根据机械械自身的的结构特特点进行行选择，可可安装于于驾驶室室、机械械底部或或侧面以以及驾驶驶室与车车箱连接接处等。传传感器安安装于驾驾驶室顶顶部通风风处。由由于机械械是一个个振动剧剧烈的载载体，因因此相关关设备需需要作加加固与防防振设计计。防爆爆改装系系统装置置布置示示意如下下图5.2.44。图5.22.4防防爆改装装系统装装置布置置图5.2.5防爆爆系统的的精调用标准甲甲烷气体体对改装装后的机机械车辆辆进行检检测，系系统检测测瓦斯精精度控制制在0.11%以内内，同时时保证整整个系统统在检测测到瓦斯斯气体的的情况下下按照设设定要

10、求求进行报报警和瓦瓦机闭锁锁。5.2.6防爆爆机械的的验收1、防爆爆系统安安装完成成后对整整个机械械性能进进行验收收，保证证增加防防爆系统统后不能能改变机机械的操操作性能能。2、机械械防爆改改装完成成后要求求连续77天跟踪踪检查防防爆系统统对瓦斯斯监测的的灵敏度度，与瓦瓦检员的的光干涉涉检测仪仪数据进进行比较较，同时观观察机械械的实际际作业性性能有无无改变。6.材料料与设备备材料与设设备见表表6表6 材料设设备序号设备名称称型号单位数量备注1煤矿监测测分站KZJ0001-F台1防振设计计2低浓度甲甲烷传感感器KG97701AA个2带保护箱箱,防振振设计3声光报警警器个14专用线缆缆及配件件套1

11、5标气瓶1校准用6减压阀个17流量计个17.质量量控制7.1精精度控制制系统精度度：0.11%；扫描间间隔: 0.44秒；控制执执行时间间：1秒；数据传传输速率率：25500bbps，误误码率10-887.2质质量保证证措施7.2.1防爆爆改装前前专业技技术人员员先对机机械状态态和防爆爆系统进进行认真真的检查查测试，各各项指标标均合格格后才能能进行防防爆设备备改装工工作。7.2.2系统统安装完完成后必必须进行行反复的的验证，各各项功能能均满足足要求后后方能投投入使用用。8.安全全措施81做做好所有有作业人人员的安安全教育育和培训训工作，明明确责任任和完成成工作时时应注意意的安全全事项。82由由

12、司机配配合瓦斯斯监测工工每天对对防爆系系统的分分站、传传感器和和熄火装装置进行行检验，每每三天防防爆系统统的瓦斯斯监控设设备进行行一次现现场调校校，以保保证防爆爆瓦斯监监控系统统的准确确性和可可靠性，发发现问题题及时处处理，处处理不了了的问题题通知厂厂家专业业技术人人员来现现场处理理，严禁禁非专业业人员擅擅自维修修和拆卸卸。83机机械车辆辆的防爆爆装置严严禁在隧隧道内车车辆启动动状态下下检查，有有故障时时必须在在洞外进进行。84完完善各项项操作细细则，严严格遵守守煤矿矿安全规规程的的各项要要求。85监监控分站站和传感感器应设设置较好好的防尘尘、防水水和防震震等安全全措施，保保证其正正常的工工作

13、环境境。9.环保保措施91成成立施工工环保领领导小组组，根据据相关的的规范制制定环保保方案和和措施，组组织有关关作业人人员学习习环保方方面的知知识，并并经常进进行宣传传教育。92施施工期间间要保证证防爆瓦瓦斯监控控系统的的有效作作业环境境，经常常对尘埃埃、烟气气、尾气气等污染染进行清清理，确确保其工工作环境境达到相相关要求求。10.效效益分析析10.11经济效效益用KZJJ0011-F煤煤矿监测测分站和和KG997011A低浓浓度甲烷烷传感器器对机械械和车辆辆进行防防爆改装装，形成成车载的的瓦斯监监测系统统，将被被动防御御变为主主动防御御，大大大提高设设备的防防爆安全全性能，为有轨运输变无轨运

14、创造了有利的条件。与购置防爆设备、无轨运输方案相比费用成本节约789万元。10.22社会效效益在金竹山山隧道的的施工中中，由于于机械设设备主动动防御防防爆设备备改装研研究内容容的突破破，确保保了瓦斯斯隧道施施工的安安全和质质量，同同时又节节约了成成本，提提高了工工作效率率，缩短短了施工工工期。金金竹山隧隧道的施施工得到到了交通通部质监监总站、四四川省交交通厅、川川高集团团、达陕陕高速公公路业主主和监理理单位的的一致好好评；220099年和220100年连续续两年被被四川川川高集团团评为AA级信用用单位。11.应应用实例例本工法在在达陕高高速公路路金竹山山瓦斯隧隧道、狮狮子寨瓦瓦斯隧道道和达万高高速公路路天坪寨寨瓦斯隧道道中成功应用用，改装装后的机机械设备备运行稳稳定可靠靠，为瓦瓦斯隧道道的安全全、快速速、经济济施工做做出了一一定的贡贡献，可可以为同同类隧道道施工提提供一定定的借鉴鉴和参考考，得到到了建设设单位和和监理单单位的一一致好评评。8