高瓦斯隧道施工通风与检测工法（修改稿）.docx

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1、高瓦斯隧道施工通风与检测工法1、前言国家安监总局在2010年的国发23号文件精神的基础上，制定了金属非金属地 下矿山平安避险六大系统安装使用和监督检查暂行规定（安监总管一2010 168号）, 明确要求地下矿山企业在采掘工作面对环境有害气体浓度等其他环境参数进行监测， 从而提高地下矿山企业的平安性、监测实时性及地下矿山的环境质量变化监测水平。 铁路、公路等建筑领域高风险瓦斯隧道洞内施工环境，基本于煤矿等矿山井下作业场 所环境类似。长期以来由于建筑施工领域普遍忽略了瓦斯隧道洞内环境质量的监测与 改善，导致瓦斯平安事故频发。为此，现阶段瓦斯隧道施工从环境质量参数监测的安 全角度出发，一是研究引进煤

2、矿瓦斯监测监控系统；二是研究具体环境参数监测技术。瓦斯隧道洞内空间狭窄，在狭窄的空间内又进行施工作业，导致洞内的风速、温 度、湿度、粉尘、有害气体等环境参数容易超标，易导致瓦斯积聚诱发重大平安事故。 而通风检测是瓦斯隧道平安检测一个非常重要的组成局部，通过对瓦斯隧道施工环境 进行人工检测，及利用自动瓦斯监测系统对隧道内施工环境监测和对通风设备运行状 态进行控制，在实时检测隧道内ch4 co、风速、温度等参数的基础上，将这些数据 传送到地面监控室的计算机，计算机以检测到的环境参数为依据，对瓦斯隧道内通风 状况进行动态分析与预警，为实时掌握瓦斯隧道通风平安状况提供技术手段，实现改 善隧道内的环境与

3、平安条件，提高开挖进度，保证隧道施工平安有效进行。中铁十八局集团承建的兰渝铁路梅岭关隧道设计为高风险高瓦斯隧道（天然气）， 自2009年7月份上场至2012年12月份该隧贯通整个施工过程中，工程经理部按照 与集团公司签订的梅岭关高瓦斯隧道综合施工技术科技开展计划工程合同要求， 积极开展技术攻关、科技创新，实现了设计及规范精度，保证了平安无事故，形成了 瓦斯隧道施工通风与检测工法。由于在瓦斯平安预防与施工环境质量控制方面效果明 显，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。2、工法特点2.1利用自动瓦斯监测系统对隧道内施工环境监测和对通风设备运行状态进行控 制，在实时检测隧道内CH,、C0、风速、

4、温度等参数的基础上，将这些数据传送到地 面监控室的计算机，计算机以检测到的环境参数为依据，对瓦斯隧道内通风状况进行 动态分析与预警。2. 2瓦斯隧道施工通风方案确实定，是按照最长掘进距离时必须保证人员正常吸 氧和瓦斯浓度不超限的原那么进行的。建立健全瓦斯隧道施工环境监测，掌握CH4. 02 和C0浓度等施工环境各项指标是否到达规定的标准，以评估作业环境，修正通风方 案。0.5%时、方可人工开动局部通风机。当停风区中瓦斯浓度超过1%时,，必须制定排除 瓦斯的平安措施。回风系统内还必须停电撤人。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不 超过1%时，方可人工恢复局部通风机供风的坑道中一切电气设备的供电。7.

5、 2. 5压入式通风机必须装设在洞外或洞内新鲜风流中，防止污风循环。瓦斯工 区的通风机应设两路电源，并应装设风电闭锁装置。当一路电源停止供电时，另一路 应在15min内接通，保证风机正常运转。8. 2. 6瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖工作面的距离应小于 5m,风管百米漏风率不应大于2%。9. 2. 7通风效果的检测与评价通风方案实施以后，实施的方案能否到达设计要求，或者设计本身是否存在问 题，这些都需要通过温度、湿度、管路的进出口风量、管路的百米漏风率、通风阻力 以及工作面有害气体浓度变化等工程的测试，来检查方案落实情况（主要是通风管路 安装质量），评价设计方案。要求技术人员

6、在方案实施后尽快测试，以便对存在的问 题及时修正。另外，也要求技术人员对通风效果（主要工作面的有害气体浓度变化情 况）进行经常性的检测，以检查通风管路的安装维护质量。9.3 通风与检测系统管理组织瓦斯隧道施工工程经理部必须建立以工程经理为第一责任人的平安生产管理机 构。建立瓦斯监控、检测班组，负责测定洞内作业环境气象参数、瓦斯浓度、风速、 风量等参数；负责平安监控设备的安装、调试和维护工作，确保系统平安有效运行。 建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全 面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，严格按照通风管理规程及操作细那么组 织实施。9.4 通风与检测管

7、理制度4. 1 一般规定风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业，必须严格遵守风机 的操作规程，熟悉通风系统性能。隧道通风系统必须经过验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视 及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标到达设计要求。保证隧道24小时连续不间断通风，风量、风压必须满足规范和施工组织设计 要求，不得随意停风。风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，确保正在使用的通风机出现故障后 能在15min内启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。对易形成瓦斯聚积的部位必须采取局部通风，当停风区中瓦斯浓度不超过1%时，并在压入式局部通风机及其开关地点附近20m以内风流中的瓦斯浓

8、度均不超过 0.5%时，方可人工开动局部通风机。4. 2通风系统定期检查制度工区组织每周对通风系统进行检查，架子队长每天对通风系统必须作例行检 查，通风工必须做好日常巡查。通风系统运行正常后，每10天进行一次全面测风，对掌子面和其他用风地点 根据需要随时测风，做好记录。每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，风管百米漏风率 不应大于1%,对风筒的漏风情况必须及时修补。建立通风系统运行管理档案，档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、 维护记录、运行记录等。值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录，架子队长每天、主管副 经理每周分别对运行记录予以审核、签认，并由物设部负责建档保

9、存。周用风速测定仪对风速进行人工检测，检测结果与自动监控系统相应时间、 位置、风速值进行核对，确保风速满足施工要求且回风巷风速不得低于lm/so8、平安措施瓦斯隧道施工通风控制系统是在适时检测隧道内CH CO、CO2、粉尘、浓度和 风速、风量、温度等环境参数的基础上，以检测到的环境参数为依据，评价隧道作业 环境是否平安，通风系统是否可靠。8.1平安标准8. 1. 1铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002)；8. 1.2铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)；1.1.1 1.3铁路隧道工程施工平安技术规程(TB10304-2009)；8.1.4 煤矿平安规程(2010年版)；8

10、.1.5 煤矿平安监控系统及检测仪器使用管理规范(A1029-2007)；8 . 1.6 AQ6201-2006煤矿平安监控系统通用技术要求；9 .2平安技术措施8. 2.1检测工作负责人应由测试技术方面有丰富经验的技术人员担任，一般检测 人员应由具有一定检测专业知识。所有检测人员都要经过主管部门培训，经考核合格 颁发检测资格证，做到持证上岗。8. 2. 2在瓦斯隧道施工期间，建立瓦斯通风监控系统，测定气象、瓦斯浓度、风 速、风量等参数，同时采用固定瓦斯检测系统与便携式瓦检仪相结合，加大监控力度 和密度，有效及时地反映施工现场的瓦斯活动情况。结合瓦斯隧道施工特点，除使用瓦斯自动监控系统进行固定

11、检测外，还要重点采用平安系数较高、操作较为灵活的人 工监控体系，八类人员进洞必须配备便携式甲烷检测报警仪，专职瓦斯检测员配备检 测精密准确的光干涉瓦斯检定仪，每小时巡检一次，同时提高隧道瓦斯监测仪的监控 灵敏度，多渠道严查严控。要做到瓦斯检查记录规范，悬牌管理，并报送审签。悬挂 的瓦斯自动检测报警仪位置要设置正确，要定期及时调校，地面监控室假设发现显示探 头有故障，要及时维修和维护。8. 2. 3要有完善的通风检查制度和风流监测手段。通过检查和监测可以正确无误 地掌握瓦斯隧道洞内各工作地点的风量和风流中有害气体的浓度，做到早期预测预 报，使一些隐患消灭在萌芽的状态中。如建立功能完善的环境监测系

12、统、风电甲烷闭 锁和隔爆设施等等。7. 2. 4提高通风机运行的平安性。通过状态监测与故障诊断，能及时、准确的对 通风机各种故障状态做出诊断，识别机器运行中是否存在故障和缺陷，以及早地制定 机组的检修计划和调整机组的运行方式，对设备运行进行必要的指导，可防止故障的 进一步扩大和重大事故的发生，提高通风机运行的可靠性、平安性和有效性，以期把 故障损失降到最低水平。9、环境措施高瓦斯隧道施工通风是降低有害气体浓度、防止有害气体积聚的最有效手段； 使用瓦斯监测系统的目的是为了通过采用新技术来改进掘进过程中的平安状况，其目 标是改善隧道内的环境与平安条件，提高开挖进度，保证隧道平安按期完工。为此， 应

13、用监控系统的环保监测和文明施工应注意以下事项。7.1 环保法规中华人民共和国环境保护法；9. 1.2铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002)；8. 1.3铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)；铁路隧道通风技术与标准化管理指导手册(铁道部工程管理中心)。9. 1.5工作场所空气中有害物质监测的采样规范(GBZ 159-2004)o9. 2污染防治措施为了到达国家的有关规定，必须对作业环境进行定期检测，同时施工中必须采 取必要的措施来改变施工环境，可采取防污染的主要措施有：1. 2. 1采用湿式凿岩机，严禁使用干式凿岩机；采用湿式凿岩与干式凿岩相比,可降低80%的粉尘。9. 2

14、. 2喷射混凝土采用湿喷法，用湿喷法比干喷法可降低粉尘85%o9. 2. 3水幕降尘：把水雾化成湿水滴喷射到空气中，使之与空气中的粉尘碰撞, 那么尘粒附于水滴上，潮湿的尘粒凝聚成大颗粒，从而加快其降落速度，从而到达除尘 的目的。爆破后及出渣中的降尘有明显的效果。9. 2. 4机械净化：主要是调整喷油嘴的喷油效果，采用涡轮增压器原理，使燃油 燃烧更充分，产生的有害气体更少，并且在尾气排放装置上安装尾气净化器。9. 2. 5个人防护：按规定佩带防尘口罩等平安防护用品。另外，在隧道路面上定期洒水，防止车辆运行时或爆破冲击波而造成积尘二次 飞扬。隧道施工时在洞内对施工机械，如空气压缩机，送风机等加设消

15、音器等设施。9. 3主要检测对象及应急警报系统定期对风速、风量、CO浓度、CH”浓度、N02浓度等各项指标进行检测，以上述 指标为基准，决定各项施工工序的合理性，如果某项指标超标，立即上报平安环保部, 理顺环境保护与隧道施工的关系，重视其环境危害，积极主动采取合理措施，使其危 害降到最低限度。如果发现气体浓度超标，需及时上报工程部平安环保部，分析处理。 每天检测后由技术组上报工区安检和工程部，每周一次上报给工程部平安环保部，并 对每次的空气质量进行评价分析处理，以便对存在的问题及时修正。10、效益分析9.1 1技术的先进性高瓦斯隧道通风与检测技术是在煤矿矿井通风监测基础上应用、创新和开展起来

16、的，它打破借助于风表、压力计、温度表、湿度表等常规人工检测的常规方法，利用 先进的煤矿瓦斯监测监控系统和甲烷、一氧化碳、风速、温度等传感器实现实时连续 检测作业环境，并对通风设备运行和风筒状态进行监控。此技术应用计算机技术、传 感器技术等现代先进技术，以满足瓦斯隧道施工对作业环境的平安要求。10. 2社会效益分析采用本工法施工，由于计算机系统在高瓦斯隧道通风平安管理上的应用，其可靠、 高效的特点，特别是易操作，有利于广泛推广应用，可以形成平安良好的施工环境， 有利于预防瓦斯恶性事故发生，并且有效地控制施工中的尘毒污染，保护施工人员的 劳动平安和身体健康，树立良好的企业形象。11、应用实例新建兰

17、渝铁路高风险控制工程之一的梅岭关隧道，位于四川盆地北东部的广元 市元坝区梅树乡、石井铺乡，起止里程为DK607+329. 1DK615+600,全长8270. 9m, 为单洞双线隧道。如图11-1所示，本隧道设进出口平行导坑辅助施工，平行导坑中线与左线线路中线平行，间距30m。隧道进口平导长2660m；隧道出口平导长2242m。 该隧属低山沟谷侵蚀地貌，身穿越数个小山包，地形起伏较大，地面坡度变化大，陡相对局差相对局差缓坡相间，地面坡度15。50。，局部为陡崖，其地面标图580nl1000m, 约420m。隧道最大埋深约407m,最小埋深约58m,线路走向近北西-南东向90Tirmza深孔探测

18、，单孔大燃气最高浓度9740ppm, 即0. 974%,计算隧道天燃气含量3455. 7m3, DK607+800DK610+050属于高瓦斯隧道。-瓦梅岭关隧道进口段平面示意图图11T梅岭关隧道进口段纵断面与平面示意图11. 1通风方式根据梅岭关隧道高瓦斯地质情况，总体通风方案采用巷道式通风,具体分阶段通 风方案如下：隧道通风按五各阶段划分：第一阶段进口平导、出口、出口平导均采用 压入式通风；第二阶段即进口与进口平导间1#横通道连通以后，采用巷道式通风；出 口平导及出口工区采用压入式通风；如图11-2所示。第三、四、五阶段进、出口均 采用巷道式通风，为防止污风回流，平导中部横通道临时封闭。隧

19、道正洞设在新鲜风流中的压入式通风机选用山西侯马产的SDF-N013型轴流式 通风机，平导选用SDF-N011.2型轴流式通风机；平导洞口设置抽出式通风机选用SFC-6-N018型隧道施工专用抽出式轴流通风机。为辅助风流运动，布设射流风机山西SFC-6-N018型隧道施工专用抽出式轴流通风机。为辅助风流运动，布设射流风机山西图11-2梅岭关隧道第三阶段通风布置示意图侯马产的(B)SSF-N01L 2/37防爆射流风机。洞室和衬砌台车采用VDT32 (35) -2型隔 爆轴流式通风机(局扇)排风，防止瓦斯积聚。W 50nlW 50nl备用风机 /30mT5-b 抽出式风机1511r20m10inl

20、 5mT5-a平导洞15n20inT2-bQ 国主洞oo3m 5niT2-a- rT2-b T2-aH15m20m10m15m10ml5m-30mg/m3一氧化碳检测仪2二氧化碳0. 5%二氧化碳检测仪3瓦斯0. 5%瓦检仪4氮氧化物换算成N025mg/m3氮氧化物检测仪5隧道内气温28温度计6隧道内每人空气供给量44n?/min风速测定仪7隧道内全断面风速上0. 15m/s,64m/s风速测定仪坑道内风速40. 25m/s, 6m/s风速测定仪11. 2. 3实例分析以梅岭关隧道进口 2011年11月份测风情况和掌子面瓦斯最高浓度为例，分析 隧道瓦斯管理情况。隧道掌子面瓦斯浓度现场实测数据如

21、表3,测风情况如表11-2。表11-2 2011年11月份现场日最瓦斯实测浓度(%)0. 080. 320. 080. 170. 590. 760. 290. 220. 430. 380. 110. 090.220. 240. 170. 080. 120. 340. 180. 180. 030. 110. 150. 050. 090. 080. 140. 180. 050. 03表11-2是梅岭关隧道进口 2011年11月份日最高瓦斯浓度统计表。显示，本月 瓦斯浓度最高值为0. 76%,超过0. 5%次数为2次。说明，隧道通风风流品质基本合格, 通风系统处于平安可控状态。表11-3 2011年

22、11月份现场测风情况统计表风机 档速隧道掌 子面:衬断 面段平导回 风巷道计算工作 面风量百米漏 风率中速0. 530. 331.461971.61.052011.4. 10中速0. 480. 321. 521785. 62.022011.4. 16中速0. 520. 361.441934. 41.232011.4. 20中速0. 560. 341.472083. 20. 542011.4. 28中速0. 490. 311.421822.81.81表11-3是梅岭关隧道进口 20n年11月份现场测风风速，以及计算工作面风量 和百米漏风率统计表。显示，本月隧道风流风速符合要求，工作面风量满足要求

23、；但 风筒百米漏风率1次超标，风筒管理存在一定问题，需加强风筒管理。11.3 KJ101N型煤矿平安监控系统应用结合梅岭关隧道隧道的实际情况，该隧选用KJ101N型煤矿平安监控系统。梅岭 关隧道瓦斯监控系统传感器布置设计如图11-3所示。该系统的功能一是“测”，即 检测各种环境平安参数、设备工况参数、过程控制参数等；二是“控”，即根据检测 参数去控制平安装置、报警装置、生产设备、执行机构等。该系统投入使用以来，能 够实行不间断瓦斯检测监控，从而实现对瓦斯隧道平安生产实行数字化监测与监管， 实现对瓦斯隧道的瓦斯浓度、风机开停状况、洞内风量和断电状况等重要信息进行全 天候的高效快捷实时监测监控。通

24、过两年多的摸索研究与实践,我们逐步完善了高瓦斯隧道的通风管理模式,第 一时间使瓦斯浓度到达了平安标准,未发生一次瓦斯平安事故,使工程得到了正常有 序的进行。1、前言12、工法特点13、适用范围24、工艺原理25、施工工艺流程及操作要点25.1 施工工艺流程25.2 通风检测参数25.3 通风系统监控45.4 作业环境人工检测55.5 通风平安信息及数据处理6通风系统检验65.5.1 施工通风系统可靠性评价7风流状态预警75.5.2 原始数据可靠性评价76、机具设备87、质量控制97.1 质量标准97.2 质量要求97.3 通风与检测系统管理组织10通风与检测管理制度108、平安措施118.1

25、平安标准118.2 平安技术措施119、环境措施129.1 环保法规129.2 污染防治措施129.3 3主要检测对象及应急警报系统1310、效益分析1311、应用实例132. 3在全面分析瓦斯隧道施工作业环境质量影响因素的基础上，建立洞内作业环 境质量评价体系。揭示了影响洞内环境质量的关键因素，为瓦斯隧道施工平安预警提 供技术依据。2.4瓦斯隧道建立专业通风班组，配置专业通风检测人员。研究瓦斯隧道通风信 息的最终目的是建立瓦斯隧道通风信息与平安保障系统，是为了控制瓦斯隧道通风， 实现瓦斯隧道通风平安。3、适用范围适用铁路、公路等瓦斯隧道工程，特别是天然气长大瓦斯隧道平安施工。其它普 通隧道等

26、的施工通风与环境检测，也适用本工法。4、工艺原理瓦斯隧道利用煤矿瓦斯监测监控系统，例如KJ101N型煤矿平安监控系统。监测 系统通过对洞内各个地点的环境参数的实时监测，使工作人员和管理人员能够及时获 取洞内环境情况，对瓦斯隧道施工生产状况作出正确、及时的判断。监测的内容包括 两个方面，一方面是通风设备和设施的状态参量监测；状态参量包括主通风机、辅助 通风机的开停，风筒开闭状态等判断。另一方面是主要通风参数和气体浓度等数据参 量监测；数据参量包括。2、C02, CO、CH1和粉尘等浓度、风速、湿度和压力等的测量。 采用传感器采集环境参数并输送到分站，经过相应处理再送到地面监测中心。实现自 动不间

27、断监测，当施工环境某项指标到达或超过设定报警浓度时，声光报警；当甲烷 浓度到达或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁，甲烷浓度低于复电浓度时， 自动解锁。当通风机停止运转或风量低于规定值时，声光报警切断隧道洞内全部非本 质平安型设备电源并闭锁，当风机和风筒恢复正常工作室，自动解锁等控制功能。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程如图5-1所示：瓦斯隧道施工通风检测工艺流程图。5.2 通风检测参数隧道在整个施工过程中，作业环境应符合以下职业健康及平安标准：5.2.1 空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。5.2.2 粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得

28、大于2mg。每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于 4mg05.2.3 有关瓦斯浓度平安标准：按瓦斯绝对涌出量计算风量时，对于低瓦斯工区，应将洞内各处的瓦斯浓度稀 释到0.5%以下；对于高瓦斯工区和瓦斯突出工区，其长度较大的独头坑道，应将开瓦斯隧道施工通风与检测准备工作图5-1瓦斯隧道施工通风与检测工艺流程图挖工作面风流中的瓦斯浓度稀释到0.5%以下；平行导坑仅作巷道式通风的回风道时, 其瓦斯浓度应小于0.75%o瓦斯隧道在施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时，必须 撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。当停风区中瓦斯浓度不超过 1%,并在压入

29、式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度均不超过 0.5%时，方可人工开动局部通风机。当停风区中瓦斯浓度超过1%时，必须制定排除 瓦斯的平安措施。回风系统内还必须停电撤人。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不 超过1%时，方可人工恢复局部通风机供风的坑道中一切电气设备的供电。瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%；总 回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%o开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤至平安地点并加强通风。5.2.4 有害气体最高容许浓度：一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为lOOmg/

30、rrP,但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为Smg/n?以下。5.2.5 隧道内气温不得高于2805.2.6 隧道内噪声不得大于90dB。5.2.7 瓦斯隧道施工通风巷道中的风流速度应符合表5-1要求。表5-1瓦斯隧道施工通风巷道中的允许风流速度名称允许风速/ （m/s）最低最rWj巷道式通风回风巷0. 256掘进中的岩巷0. 1545.3 通风系统监控瓦斯隧道通风监测的内容包括两个方面，一方面是通风设备和设施的状态参量监 测；状态参量包括主通风机、辅助通风机的开停，风筒开闭状态等判断。另一方面是 主要通风参数和气体浓度等数据参量监测；数据

31、参量包括CH,、C0、风速和温度等的 测量。5. 3.1通风参数检测结合梅岭关隧道隧道的实际情况，该隧选用KJ101N型煤矿平安监控系统。该系 统的功能之一是“测”，即检测各种环境平安参数。可利用于通风风流状态监测的传 感器有甲烷传感器、风速传感器、温度传感器等。1、根据隧道有害气体的复杂性，把困扰施工的瓦斯（CH。、硫化氢（&S）、一氧化 碳（C0）、二氧化碳（COJ作为主要监测对象，而把一些含量低、浓度小的有害气体作为 辅助监控对象。有害有毒气体检测的地点。包括作业段的顶拱、坑内气流的中心点（坑 道2/3高度的地方）、坑道内气休容易滞留的凹处、距钻探孔1m处附近、风管前端 至后方10m附近

32、的风管上方、电动机器的放置场所等。检测测点布置如图5-2所示。2、通风检测地点选择。开挖全断面开挖、坑道内、通风口、出口、转弯段、渐 变段、突变段。6. 3. 2通风状态监控KJ101N型煤矿平安监控系统的监控分站设计有专用的甲烷风电闭锁子程序，用遥 控器或地面监控中心计算机软件下发参数设置。甲烷风电闭锁装置是由风机开关、动 力电源开关，瓦斯监控设备通过电缆连接组合而成。完成甲烷风电闭锁全部功能（双 风机），每组风机共需要甲烷传感器3台、设备开停传感器2台、风速传感器2台、 风筒传感器2台、编码继电器箱2台、声光报警器1台。瓦斯隧道内敷设监控信号电缆，掘进工作面紧跟安设甲烷传感器、风速传感器等

33、1.一氧化碳传感器安装在拱顶中线附近，距 顶板距离不超过300mm的位置；2.温度传感器安装在巷道中上部不影响行车 、作业的位置；3.风速传感器安装在巷道前后10m无分支风 流、无拐弯、无障碍、断面无变化的巷道中 上部不影响行车、作业的位置原温度传感器 国风速传感器 底瓦斯传感器 目一氧,化碳传感器图5-2瓦斯隧道通风检测测点布置图进行适时监测。通风机监控采 用广5mA电流型设备开停传感 器，按模拟信号处理。当瓦斯 浓度1.0%时，甲烷传感器发 出声光报警；当瓦斯浓 度1.5%或通风机停电，或风 速0. 25m/s时,监测分站发出 控制信号实现断电。当瓦斯浓 度。.0%时，且通风机恢复供 风时

34、，停止控制信号，解除闭 锁，供电方可恢复。图5-3平安监控系统甲烷风电闭锁工作示意图当掘进工作面瓦斯浓度超限或通风机 停止运行、风速低于设定值时，传感器将信 号传输到平安监控分站，平安监控分站通过 数据传输电缆及传输接口，将数据传输到地 面监控中心站，地面监控中心站根据软件设 定的瓦斯浓度等数值的上/下限值将分析 结果转换成甲烷电闭锁控制信号，将此信号 发送到平安监控分站执行本地断电器断开 控制掘进工作面、回风巷道内分布的被控电源设备。如图5-3所示。5.4 作业环境人工检测我国煤矿的有害气体监测技术开展较快，目前局部煤矿已采用全自动电脑监控, 但在铁路、公路等建筑领域瓦斯隧道应用研究处于起步

35、阶段。现阶段瓦斯隧道必须建 立作业环境人工检测制度，以确保监测的准确与作业环境平安可控，对隧道内CCLHzS、 SO2、粉尘、风速、温度、压力等作业场所有害因素进行人工检测，并与自动监测系统 采集数据进行比照分析。5. 4. 1主要检测对象、仪器和检测频率。表5-2主要检测对象、仪器参数和检测频率检测对象检测仪器检测频率要求co(ppm)MX2100多气体 复合检测仪器一炮一检爆破后30分钟以内到达国家标准NO2 (ppm)EM-20 I系列气 体检测仪一炮一检爆破后30分钟以内到达国家标准风速 (m/s)机械电子风速 表f 检大丁取小风速Vmin-0. 15m/s通风量 (m3/min)由风

36、速和断面积计算求得大于隧道内燃机排放废气、稀释 有害气体所需风量ch4(%)AQG1型型光 学瓦检仪、JCB 型便携式瓦斯 报警仪不间断巡检 与“一炮三 检”爆破后30分钟以内到达国家标准5. 4. 2气体检测和应急警报系统表格内检测频率为正常情况下次数，如果出现浓度偏高的情况，应及时增加检测 频率，并且及时通知现场值班领导，做到早发现早采取措施，将损失降到最小。如果 发现气体浓度超标，需及时上报工程部平安环保部，分析处理执行不同的处理方案。5.5 通风平安信息及数据处理5.5.1 通风系统检验从通风平安的角度分析，瓦斯隧道施工通风控制最终是对掘进工作面作业环境的 要求，归根结底是为了控制洞内

37、各用风点的气象参数。为及时了解通风系统的运行状 况，正确评价系统的应用效果，我们成立了通风测试小组，对系统相关位置的动压、 静压、风速等进行测定，并对以下各评价参数作了计算与比拟：(1)工作面风量。工(m3 /min )Q 工=x S x 60式中：V工一工作面风速，m/s；S一巷道断面积；供给瓦斯隧道掘进工作面的新鲜风量，必须依照下述各种条件进行验算，并取其 最大值，作为该用风地点的供风量。按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人 每分钟供给风量不得少于4m3；按该用风地点的风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和 其他有害气体的浓度，风速以及温度等都符合有关规定要求，分别计算，取其最大值。(2)百米漏

38、风率40 (%)。供一。末。供L/100。供一。末。供L/100xlOO%式中：。供一风机供风量，m7min；。末一风筒末端风量二工作面风量，m7min；L 风筒长度，nio铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002)要求：瓦斯隧道应采用抗静电、阻 燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m,风管百米漏风率应不大于2%。施工通风系统可靠性评价瓦斯隧道施工通风系统是一个动态随机的复杂系统，它的可靠性首先取决于原始 设计数据与计算方法的可靠性；当系统投入运行后，实际洞内风量与风质参数的变化 可以反映出系统设计阶段预测结果的可靠性以及实际系统运行的稳定性；影响瓦斯隧 道施工通风系统稳定性的主要因素

39、包括通风网络、通风设施和通风动力装置三大部 分，通风网络有结构及其通风阻力分布合理性，通风设施有质量和布置合理性，通风 动力装置包括主要通风机装置（辅助通风机）和局部通风机运行可靠性。选取和通风 监测相关、实时性较强、对风网可靠性影响较大的6个指标组成评价体系，如表5-3所Zj O表5-3通风系统评价指标及取值i=i序号指标名称单位合格基本合格待整改备注1瓦斯涌出量预测误差%101520全隧通风设备2用风地点风量供需比21.21.01. 2WL0学子面2主要通风机能力备用系数21.21.01. 2WL0全隧通风设备3通风平安监测系统故障率/次月00323全隧通风设备4通风机无计划停电停风故障率

40、/次月0三1全隧通风设备5有效风量率/%28575 85W75掌子面6通风设施质量合格率%908580全隧通风设备风流状态预警是实时监测通风系统中风量大小与风流品质是否满足要求，当风流 不满足要求时进行报警。其主要取决于瓦斯隧道风量布置的合理性、地质条件、作业 污染程度等数据的预测准确性，它直接关系到通风的平安可靠性。因此，建立相应的 评价指标是很必要的。选取和通风风流相关、对瓦斯隧道施工平安影响较大的6个指 标组成评价体系，如表5-4所示。表5-4风流状态平安评价指标及取值序号指标名称单位合格基本合格待整改备注1用风地点风量供需比21.21.01. 2W1.0掌子面2风流中最高C0浓度%0.

41、 00240. 005易发火检测地点3风流最高CH浓度%0. 51瓦斯检测点4作业地点最高气温26/3030/34作业地点5瓦斯超标频率次0134瓦斯检测点6隧道内全断面风速m/s6W0. 25利用洞内安设的甲烷传感器、CO传感器、温度传感器、风速、风压传感器的实时 监测数据，对掘进工作面的通风平安状况进行分析，当发现通风异常和平安隐患时， 发出报警。原始数据可靠性评价瓦斯隧道通风与检测系统设计与管理就是利用一系列数据，采用一系列的科学计 算方法进行科学决策。准确的原始数据是决策正确性的前提，科学的计算方法是决策 正确性的保证；而且计算方法的可靠性一般是通过计算结果与实际数据的吻合程度来 评估

42、，因此归根到底还是数据的可靠性。这些数据中最重要的通风机装置性能测定、 瓦斯涌出量预测、气温预测和通风风网解算的结果数据。在瓦斯隧道施工通风工程方 面，测量数据可靠性一般用测算数据与真实数据的相对误差来描述。如表5-5所示。表5-5瓦斯隧道施工通风检测原始数据可靠性评价指标及取值序号指标名称单位合格基本合格待整改备注1通风机性能测定中误差%5710瓦斯隧道各主要通风机2瓦斯涌出量预测误差%1015203气温预测误差C1.52.03.04通风风网解算误差%57106、机具设备6.1隧道环境气象参数检测用仪器表6-1隧道环境气象参数检测用仪器名称主要性质危害性来源检测仪器co无味、无色，密度0.

43、97 g/L,体积分 数达13%75%有爆炸性,引爆温度630 810中毒易爆放炮，1 kg炸药生成40L; 2 ）火灾， 1m 3木材，生成500nl3; 3 ）煤自 燃；4 ）瓦斯、煤尘，爆炸，C0可 达1%7%MX2100多气体复合检测仪器氮氧 化物褐红色,刺激性臭味，密度L 59 g/L, 极易溶于水，成硝酸剧毒爆破工作产生EM-20 I系列气体检测仪H 2s无色，微甜，嗅出臭鸡蛋味，易溶于水，密度 1. 177g/L,达4. 3% 46% 有爆炸性，引爆温度260剧毒易燃、 易爆1）有机物腐烂；2）煤岩放出；3）硫 化矿物水解、自燃;4）含硫矿尘爆 炸；5）老空区积水T40硫化氢气体检测仪CH.,无色、无臭气体，对空气密度0. 55g/L易燃、易爆，窒息性广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑 井气之中AQG1型型光学瓦检仪JCB型便携式瓦斯报警仪C02无色、略带酸臭味，易溶于水，对口 腔、鼻、眼的粘膜有刺激作用，密度L 52 g /L不燃/窒息性1）有机物腐烂；2）煤岩放出；3）硫 化矿物水解、自燃;4）老空区放出AT-C02-SD2型二氧化碳 气体检测仪粉尘LD-3c粉尘测定仪6. 2风流测量仪器表6-2瓦斯隧道施工通风风流参数测量仪器序号仪器名称测量范围准确度数量（台）用途1气压计800hPa1060 hPa200Pa1测大气