[發明專利]隧道及平導穿越煤層施工用瓦斯抽放方法

在審

• 申請號: 201810068642.3
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110067591A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 匡亮;趙萬強;喻渝;張永平;曹彧;鄭長青;羅祿森;劉愷;何昌國;譚永杰;孫其清
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

隧道及平導穿越煤層施工用瓦斯抽放方法，涉及隧道工程技術，本發明包括下述步驟：1)沿正洞的掘進方向，獨立于正洞設置至少一條平導孔洞；2)在步驟1)的平導孔洞內，向煤層方向鉆孔，形成平導抽放孔和正洞抽放孔，平導抽放孔鉆至平導孔洞前方的煤層，正洞抽放孔鉆至正洞前方的煤層；3)自平導抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并排出平導孔洞。本發明實現隧道及平導穿越煤層瓦斯超前抽放，工序銜接緊湊，可操作性強，抽放效果可靠，并符合節能環保的要求。

技術領域

本發明涉及隧道工程技術，特別涉及設置超前平導的瓦斯隧道穿越煤層施工用瓦斯抽放結構。

背景技術

煤與瓦斯突出是煤礦、隧道工程等掘進過程中的一種嚴重自然災害，發生時能摧毀井巷設施、破壞礦井通風系統，使煤巖和瓦斯大量涌出，沖擊傷人，煤流埋人，瓦斯造成人員窒息，甚至導致嚴重的瓦斯和煤塵爆炸，造成生產中斷、人員傷亡等巨大損失。

在煤與瓦斯突出中，石門揭煤的突出危險性最大，突出強度也最高。特別是高速鐵路隧道掘進斷面大，一般斷面達140m2以上，石門揭煤的突出危險性較采煤巷道和普速、單線隧道更大，突出強度也更高。大斷面隧道石門揭煤發生突出的特點是強度大、瓦斯量大、波及面廣，破壞作用大，危害嚴重。對于在西南滇、貴主要產煤區修建的大斷面高鐵隧道，掘進一條石門需穿越幾條甚至十幾條煤層，每個煤層存在不同程度的突出危險性，穿煤地層安全防突以及快速揭煤問題就顯得尤為突出。

針對煤系地層隧道防治煤與瓦斯突出，通常采用鉆孔排放技術，將瓦斯通過鉆孔排放到隧道施工環境內，再利用通風排出洞外，并采取監測措施進行控制。上述措施和方法存在一定的被動性，沒能在瓦斯進入施工環境前將大部分瓦斯直接排放到洞外，增大了施工環境的瓦斯濃度，加大了隧道通風時間，增加了能耗及設備投資，并且不能有效地防治瓦斯突出，給施工帶來極大的安全隱患，需要一種新的隧道及平導穿越煤層瓦斯抽放結構以解決此問題，并具有施工方便、安全可靠、快速、經濟等特點，并符合節能環保的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種隧道及平導穿越煤層施工用瓦斯抽放方法，具有施工方便、安全可靠、快速、經濟等特點。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，隧道及平導穿越煤層施工用瓦斯抽放方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)沿正洞的掘進方向，獨立于正洞設置至少一條平導孔洞；

2)在步驟1)的平導孔洞內，向煤層方向鉆孔，形成平導抽放孔和正洞抽放孔，平導抽放孔鉆至平導孔洞前方的煤層，正洞抽放孔鉆至正洞前方的煤層；

3)自平導抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并排出平導孔洞。

進一步的，所述平導抽放孔至少有4個，所述正洞抽放孔至少有4個。各平導抽放孔和正洞抽放孔皆以向煤層方向發散的方式鉆至煤層。

所述步驟3)中，監測下述參數：瓦斯的抽放量、濃度、壓差、溫度、氣壓。

本發明的有益效果是：

(1)實現隧道及平導穿越煤層瓦斯超前抽放，工序銜接緊湊，可操作性強，抽放效果可靠，并符合節能環保的要求。

(2)實現了煤系地層區段內多套煤層的集中一次性瓦斯抽放，實現了煤系地層的區段消突，與逐一煤層排放相比，減少施工工期6～8個月，并可減少抽放鉆孔數量37％，極大的提高施工效率，節省工程投資，為快速安全揭煤提供良好條件。

(3)實現了正洞與平導共用一套瓦斯抽放系統一次性抽放完成，避免了逐個掌子面單獨抽放，節約正洞瓦斯抽放工期3個月。

(4)瓦斯直接抽放到洞外高處排放，避免了鉆孔排放法將瓦斯排放到隧道施工環境內的問題，可使通風時間縮短56％，設備能耗大幅降低，節約大量工程成本，同時可有效降低隧道內瓦斯超限帶來的施工安全風險。