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摘 要:根据实际标准和要求,通过高瓦斯隧道实际情况和特点,利用有机结合人工监控和自动监控系统的方法。专业地质预报组合理设置在隧道中,依据结合超前水平钻孔、TGP地震波法、地质分析方法的综合形式来探测前方围岩状态,并且通过合理分析瓦斯涌出情况、隧道地质情况,隧道口应该实时监控回风甲烷浓度、工作面甲烷浓度、洞外压入式风机状态、工作面氧气浓度,利用排放效果进行设备检验,能够极大程度上控制浓度和检测瓦斯。
关键词:规范 高瓦斯隧道 监控 地质分析 作用
一、南垭邱高瓦斯隧道预报及监控检测方案
根据施工实际标求,合理分析南垭邱隧道高瓦斯功臣情况,依据适当结合人工监测以及自动监控的技术,KJ101-45B型甲烷传感器合理设置在辅助洞室、模板台车顶部、掌子面,并且还需要同时设置GFW15型风速风量传感器,及时检查和停止小于1ms风速。人工检测隧道的过程中,每120min应该检测一次,随时监测异常情况或者突出问题。手动式测风仪合理安置在在洞口测风站,定期检测回风巷风流速度。当改变风流速度的时候,应该采取合理的解决措施。如下图为瓦斯监控。
1.布设测点。断面一般情况下最少具备5个点,如下图,距坑道周边20cm处设置两侧墙脚、两侧拱脚、拱顶,在该5点中应该合理检查坑道风流中一氧化碳以及瓦斯;检测节理发育裂隙处实际布设沿裂隙的点;依据断面大小来检测塌腔、隅角等,以此当做布置隧道断面点位的参考,但是不能降低顶部测点。
2.检测范围以及地点。第一,工作面回风流、风流的开挖;第二,爆破地点周围20m内出现局部塌方冒顶以及风流冒顶;第三,局扇10m周围内的风流;第四,正洞和斜井的横向通道,坑道总回风流;第四,各种作业机械设备以及台车周围20m风流;第五,开关以及电动机附近20m风流;第六,隧道洞室的車洞、水泵房、人洞、变电所等位置;第七,地质破碎地带附近,超前深孔孔内以及孔口;第八,衬砌端头以及错车道位置。
二、南垭邱隧道超前地质预报
通过分析高瓦斯隧道实际施工的情况和特点,专业地质预报设置在隧道中,依据结合超前水平钻孔、TGP地震波法、地质分析方法的综合形式来探测前方围岩状态,认真分析地质异常情况,为以后进一步分析和研究提供依据,以便于能够正确处理预案和制定施工方案,保证施工安全。
1.超前地质预报内容。地质超前预报实际上是对隧道内宏观地质预报、地质分析、灾害地质超前预报、隧道洞身不良地质预报、重大施工地质灾害实施预报。(1)宏观地质预报和区域地质分析。实际上就是对围岩稳定性以及级别进行提前预报,确保能够及时修改设计,调整支护方式,对洞内涌水量变化规律、大小、环境地质的影响进行预报。 (2)灾害地质以及不良地质超前预报。实际上就是对不良地质性质、范围、前方岩性变化,坍塌、突泥、瓦斯、突水等地质灾害概率进行预报,合理提出解决预防措施;预报断层的宽度、性质、冲水情况、产状、稳定程度、位置等,并且及时提出解决措施。(3)重大地质灾害预报。针对开挖面导致的坍塌、突泥、瓦斯、突水等大规模地质灾害构建临警预报系统,实际上就是及时预报隧道洞身通过的富水向斜、富水断裂、富水砂层、软土、极软岩等,分析危害程度,及时提出解决对策。
2.超前地质预报方法。
2.1地质素描。
2.1.1地质调查。地质调查方法:地质预报组相关人员通过构建标准地层剖面,并且有机结合沉积规律,以此来确定岩层厚度、层序以及位置。跟踪调查地质构造,实施有针对性的调查,仔细认真的核对细化勘察资料,切实录相关调查资料,为进一步研究地质预报提供依据。
2.1.2隧道掌子面地质素描。地质预报人员切实调查以及编制隧道开挖面地质实际情况,并且及时采集相关数据,主要有编制开挖面地层、构造影响、节理发育情况、岩性、围岩稳定状态等。
2.2超前水平钻孔。利用超前水平钻孔合理验证开挖隧道正洞前地质情况。依据φ89多功能轻型钻机水平钻孔进行超前钻孔,以此来探测验证超前地质,不低于5m的搭接长度,30cm孔长度,每25m循环超前地质钻孔,低瓦斯区域每个断面合理安置三个探测孔,高瓦斯区域每个断面合理安置五个探测孔,如下图所示,切实记录好所有循环工序、影像资料以及地质素描和。通过分析地质,为以后今以后研究提供依据。
2.3TGP地震波法。在不均匀地质体依据地震波形成反射波,从而保证可以及时分析实际地质情况。采集现场信号的过程中需要保证不存在其它震源。
预测预报隧道前方地质特性的时候使用TGP技术,每次预测存在100~150m的距离,根据预测结果来合理研究围地质实际情况,依据超前钻孔方式来重点检测TGP探测裂隙、断层发育区域情况。根据地质素描对每个开挖循环前方围岩进行判断。TGP测量装置与炮孔布置示意图如图4和图5所示。
三、南垭邱隧道瓦斯监控检测技术
1. 检测和控制瓦斯隧道瓦斯监控项目以及标准。监测项目。根据相关规定,有机结合隧道地质情况,监控隧道出口控项目,其中主要有工作面氧气浓度、工作面甲烷浓度、洞外压入式风机开停以及回风甲烷浓度。
2.监测南垭邱隧道瓦斯浓度。
2.1典型断面瓦斯浓度监测。南垭邱隧道DK56+400~DK59+700里程段为高瓦斯段,选取中间里程典型断面DK58+180,分析正常通风下断面瓦斯浓度随时间的变化,如表2所示。绘制DK58+180断面瓦斯浓度时程曲线图如图3所示。
2.2监测随掌子面进尺瓦斯浓度。合理分析里程段DK58+180~DK58+480,了解和掌握瓦斯随掌子面进尺浓度变化,如下表所示。绘制瓦斯随掌子面里程进尺浓度变化图如图5所示。
四、结语
1.建立监测和检测瓦斯机构,不断提高监控隧道瓦斯的力度,以便于保障持续对隧道进行通风,在允许范围内控制瓦斯浓度。
2.依据GPT地震波法、超前地质探孔、地质素描来超前探测隧道地质实际情况,有机结合瓦斯监测系统,从而达到准确性探测的目的。
3.依据结合人工监控和自动监控系统的方式,KJ101-45B型甲烷传感器合理设置在模板台车顶部、掌子面、相关辅助洞室,能够在一定程度上确保检测灵活性、及时性以及准确性。
4.总结归纳并且合理分析和应用瓦斯突出判别、超前钻孔实测、瓦斯排放等技术,依据排放效果进行实际检验,能够达到合理控制瓦斯浓度控的作用。
关键词:规范 高瓦斯隧道 监控 地质分析 作用
一、南垭邱高瓦斯隧道预报及监控检测方案
根据施工实际标求,合理分析南垭邱隧道高瓦斯功臣情况,依据适当结合人工监测以及自动监控的技术,KJ101-45B型甲烷传感器合理设置在辅助洞室、模板台车顶部、掌子面,并且还需要同时设置GFW15型风速风量传感器,及时检查和停止小于1ms风速。人工检测隧道的过程中,每120min应该检测一次,随时监测异常情况或者突出问题。手动式测风仪合理安置在在洞口测风站,定期检测回风巷风流速度。当改变风流速度的时候,应该采取合理的解决措施。如下图为瓦斯监控。
1.布设测点。断面一般情况下最少具备5个点,如下图,距坑道周边20cm处设置两侧墙脚、两侧拱脚、拱顶,在该5点中应该合理检查坑道风流中一氧化碳以及瓦斯;检测节理发育裂隙处实际布设沿裂隙的点;依据断面大小来检测塌腔、隅角等,以此当做布置隧道断面点位的参考,但是不能降低顶部测点。
2.检测范围以及地点。第一,工作面回风流、风流的开挖;第二,爆破地点周围20m内出现局部塌方冒顶以及风流冒顶;第三,局扇10m周围内的风流;第四,正洞和斜井的横向通道,坑道总回风流;第四,各种作业机械设备以及台车周围20m风流;第五,开关以及电动机附近20m风流;第六,隧道洞室的車洞、水泵房、人洞、变电所等位置;第七,地质破碎地带附近,超前深孔孔内以及孔口;第八,衬砌端头以及错车道位置。
二、南垭邱隧道超前地质预报
通过分析高瓦斯隧道实际施工的情况和特点,专业地质预报设置在隧道中,依据结合超前水平钻孔、TGP地震波法、地质分析方法的综合形式来探测前方围岩状态,认真分析地质异常情况,为以后进一步分析和研究提供依据,以便于能够正确处理预案和制定施工方案,保证施工安全。
1.超前地质预报内容。地质超前预报实际上是对隧道内宏观地质预报、地质分析、灾害地质超前预报、隧道洞身不良地质预报、重大施工地质灾害实施预报。(1)宏观地质预报和区域地质分析。实际上就是对围岩稳定性以及级别进行提前预报,确保能够及时修改设计,调整支护方式,对洞内涌水量变化规律、大小、环境地质的影响进行预报。 (2)灾害地质以及不良地质超前预报。实际上就是对不良地质性质、范围、前方岩性变化,坍塌、突泥、瓦斯、突水等地质灾害概率进行预报,合理提出解决预防措施;预报断层的宽度、性质、冲水情况、产状、稳定程度、位置等,并且及时提出解决措施。(3)重大地质灾害预报。针对开挖面导致的坍塌、突泥、瓦斯、突水等大规模地质灾害构建临警预报系统,实际上就是及时预报隧道洞身通过的富水向斜、富水断裂、富水砂层、软土、极软岩等,分析危害程度,及时提出解决对策。
2.超前地质预报方法。
2.1地质素描。
2.1.1地质调查。地质调查方法:地质预报组相关人员通过构建标准地层剖面,并且有机结合沉积规律,以此来确定岩层厚度、层序以及位置。跟踪调查地质构造,实施有针对性的调查,仔细认真的核对细化勘察资料,切实录相关调查资料,为进一步研究地质预报提供依据。
2.1.2隧道掌子面地质素描。地质预报人员切实调查以及编制隧道开挖面地质实际情况,并且及时采集相关数据,主要有编制开挖面地层、构造影响、节理发育情况、岩性、围岩稳定状态等。
2.2超前水平钻孔。利用超前水平钻孔合理验证开挖隧道正洞前地质情况。依据φ89多功能轻型钻机水平钻孔进行超前钻孔,以此来探测验证超前地质,不低于5m的搭接长度,30cm孔长度,每25m循环超前地质钻孔,低瓦斯区域每个断面合理安置三个探测孔,高瓦斯区域每个断面合理安置五个探测孔,如下图所示,切实记录好所有循环工序、影像资料以及地质素描和。通过分析地质,为以后今以后研究提供依据。
2.3TGP地震波法。在不均匀地质体依据地震波形成反射波,从而保证可以及时分析实际地质情况。采集现场信号的过程中需要保证不存在其它震源。
预测预报隧道前方地质特性的时候使用TGP技术,每次预测存在100~150m的距离,根据预测结果来合理研究围地质实际情况,依据超前钻孔方式来重点检测TGP探测裂隙、断层发育区域情况。根据地质素描对每个开挖循环前方围岩进行判断。TGP测量装置与炮孔布置示意图如图4和图5所示。
三、南垭邱隧道瓦斯监控检测技术
1. 检测和控制瓦斯隧道瓦斯监控项目以及标准。监测项目。根据相关规定,有机结合隧道地质情况,监控隧道出口控项目,其中主要有工作面氧气浓度、工作面甲烷浓度、洞外压入式风机开停以及回风甲烷浓度。
2.监测南垭邱隧道瓦斯浓度。
2.1典型断面瓦斯浓度监测。南垭邱隧道DK56+400~DK59+700里程段为高瓦斯段,选取中间里程典型断面DK58+180,分析正常通风下断面瓦斯浓度随时间的变化,如表2所示。绘制DK58+180断面瓦斯浓度时程曲线图如图3所示。
2.2监测随掌子面进尺瓦斯浓度。合理分析里程段DK58+180~DK58+480,了解和掌握瓦斯随掌子面进尺浓度变化,如下表所示。绘制瓦斯随掌子面里程进尺浓度变化图如图5所示。
四、结语
1.建立监测和检测瓦斯机构,不断提高监控隧道瓦斯的力度,以便于保障持续对隧道进行通风,在允许范围内控制瓦斯浓度。
2.依据GPT地震波法、超前地质探孔、地质素描来超前探测隧道地质实际情况,有机结合瓦斯监测系统,从而达到准确性探测的目的。
3.依据结合人工监控和自动监控系统的方式,KJ101-45B型甲烷传感器合理设置在模板台车顶部、掌子面、相关辅助洞室,能够在一定程度上确保检测灵活性、及时性以及准确性。
4.总结归纳并且合理分析和应用瓦斯突出判别、超前钻孔实测、瓦斯排放等技术,依据排放效果进行实际检验,能够达到合理控制瓦斯浓度控的作用。