低瓦斯隧道安全施工技術(shù)

            主講  張祉道

鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院

主 要 內(nèi)容

1  有關(guān)瓦斯知識(shí)

2  鐵路和公路瓦斯隧道與煤礦巷道的不同特點(diǎn)

3  瓦斯隧道幾種災(zāi)害

4  瓦斯隧道設(shè)計(jì)、施工的有關(guān)規(guī)范及參考資料

5  瓦斯隧道及工區(qū)分類

6  低瓦斯隧道安全施工技術(shù)

 

 概 述

一、有關(guān)瓦斯知識(shí)

1  定義

廣義——凡從圍巖或煤層滲入隧道的有害氣體，均稱為瓦斯。其主要成分為甲烷（沼氣CH4）、二氧化碳（CO2）、氮?dú)猓∟2），還有少量的硫化氫（H2S）、一氧化碳（CO）、氫氣（H2）、二氧化硫（SO2）及其它碳?xì)浠锖拖∮袣怏w。

狹義——單指甲烷（CH4），包括煤層甲烷和石油甲烷。

       

廣義瓦斯主要成分

四部分組成：

（1） 沼氣（CH4）及同系物，H2，H2S等可燃?xì)怏w；

（2） CO、NO、H2S、NH3含硫氣體、乙醛等有毒氣體；

（3） CO2、N2、Ar（氬氣）等，基本上為化學(xué)不活潑的惰性氣體；

（4） Rn（氡）、Tn（釷）、Ac（錒）等放射性氣體；

上述四部分中沼氣（CH4）是最主要成分，其它氣體含量極少。

沼氣物理性質(zhì)

無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒；

密度0.716 kg/m3(空氣為1.2 kg/m3);

微溶于水(20℃時(shí),100 m3能溶解于3.5 m3);

比空氣輕,滲透能力比空氣強(qiáng),能很容易透過(guò)裂隙巖體;

特殊場(chǎng)合:混有乙烷、丙烷時(shí)有麻醉性，產(chǎn)生頭昏現(xiàn)象；

混有H2S時(shí)有臭雞蛋味；

混有芳香族氣體時(shí)有蘋(píng)果味。

3.瓦斯爆炸與燃燒

瓦斯爆炸及燃燒先決條件：

適當(dāng)?shù)臐舛龋?br />
火源；

氧濃度。

瓦斯爆炸化學(xué)反應(yīng)式：

CH4+2O2→CO2+H2O+198.4千卡/克分子

1份瓦斯+2份氧時(shí)反應(yīng)最充分，但在空氣中含氧僅20%,所以1份瓦斯+10份空氣反應(yīng)最充分

所以,最猛烈的瓦斯爆炸發(fā)生在瓦斯?jié)舛?∶11時(shí) ,即9.1%

(說(shuō)明:瓦斯燃燒點(diǎn)、爆炸點(diǎn)與空氣中氧濃度,火源溫度有關(guān),上圖只是一般的通常值)

4. 煤塵爆炸

煤是可燃的,煤的粉塵(極小顆粒)由于與空氣接觸面積大,更易燃燒,燃燒的速度快、溫度高，空氣急速膨脹，就形成爆炸，煤塵爆炸判別式：

Va=時(shí)，有爆炸危險(xiǎn)

式中：Vdaf——煤的揮發(fā)分，%；

Ad——灰分，%；

Mad——水分，%。

（均為煤樣化驗(yàn)測(cè)定值）

當(dāng)巷道空氣中煤塵含量小于30~40g/m3時(shí)，不會(huì)發(fā)生爆炸。

二、鐵路和公路瓦斯隧道與煤礦巷道的不同特點(diǎn)

    相同點(diǎn)

（1） 都是地下工程；

（2） 都進(jìn)行鉆爆作業(yè)；

（3） 巷道中有煤或瓦斯存在，都有危險(xiǎn)性。

    不同點(diǎn)

（1） 工程目的不同。

            鐵路和公路隧道的修建是形成通道，而煤礦建設(shè)的目的是進(jìn)入煤體采煤。

（2） 工程范圍內(nèi)煤與瓦斯的數(shù)量不同

            煤與瓦斯是不良地質(zhì)現(xiàn)象，所以交通隧道定線時(shí)都是盡量避繞煤層，避不開(kāi)一定要穿過(guò)煤層時(shí)，盡量使隧道軸線垂直于煤層，以最短長(zhǎng)度穿越。所以，很多瓦斯隧道洞身只有極小長(zhǎng)度有煤，有時(shí)只是很薄的煤層（煤線或雞窩煤），隧道長(zhǎng)度的絕大部分是巖石，煤層只占極小比例，而且有時(shí)煤質(zhì)低劣，無(wú)開(kāi)采價(jià)值，含瓦斯也不多；而煤礦則不同，不是避繞而是哪兒有煤往哪開(kāi)巷道；很多巷道直接在煤層中，而且煤質(zhì)一般較好，所以煤礦的瓦斯含量一般都比較大。比如：低瓦斯礦的標(biāo)準(zhǔn)是瓦斯涌出量小于40 m3/min，而低瓦斯隧道的標(biāo)準(zhǔn)是0.5 m3/min,同樣都是屬于低瓦斯等級(jí)，煤礦的瓦斯涌出量是交通隧道的80倍。

（3） 煤層巷道靈活性大，而交通隧道一旦線路位置確定之后，隧道的平面位置和標(biāo)高都基于固定，不能隨便移動(dòng)。

煤礦的運(yùn)輸大巷多在巖石中，但它的位置靈活，可以選擇最有利的位置和方向；而交通隧道不同，有時(shí)位置很不利，如南昆線家竹箐隧道，隧道與煤層夾角只14°，既使不厚的煤層，隧道穿煤長(zhǎng)度也很大，如17#煤層真厚度10.7 m,但隧道穿煤長(zhǎng)度84.8 m,增加了施工難度。

（4） 交通隧道斷面大，煤礦巷道斷面小。公路隧道可達(dá)100多m2，則煤礦巷道大多數(shù)很小，只幾個(gè)m2，既使通過(guò)架線機(jī)車(chē)的運(yùn)輸大巷道也只有20多m2。

（5） 交通隧道有支護(hù)，有襯砌，能封閉瓦斯，而煤礦巷道大多數(shù)不支護(hù)，允許長(zhǎng)期放出瓦斯。

（6） 交通隧道施工時(shí)嚴(yán)防坍塌，一旦坍方處理代價(jià)高、時(shí)間長(zhǎng)；煤礦巷道施工時(shí)也避免坍方，但一旦坍方，斷面小，處理的代價(jià)也小。煤礦有時(shí)還人工制造小坍方，比如揭露瓦斯壓力大的煤層時(shí)，采用震動(dòng)放炮，加大藥量，人工誘導(dǎo)小型突出。

（7） 通風(fēng)系統(tǒng)不同

    煤礦通風(fēng)系統(tǒng)很復(fù)雜，煤礦巷道多，而且不在一個(gè)平面上，煤礦的通風(fēng)是網(wǎng)路通風(fēng)，而交通隧道只是一根管道，通風(fēng)較為簡(jiǎn)單。

（8） 瓦斯防災(zāi)經(jīng)驗(yàn)和施工裝備不同

    煤炭部門(mén)有多年的防止瓦斯災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)，規(guī)章制度比較健全，正規(guī)的煤礦施工設(shè)備都是防爆的。在組織機(jī)構(gòu)上，配備通風(fēng)專業(yè)人員和機(jī)電專業(yè)人員、有礦山救護(hù)隊(duì)，這些都有利于防災(zāi)救災(zāi)。而鐵路和公路施工單位大多是多數(shù)臨時(shí)組建綜合性的建筑單位，關(guān)于瓦斯的經(jīng)驗(yàn)不多、設(shè)備不完善，組織機(jī)構(gòu)不固定（項(xiàng)目經(jīng)理部人員變化大）。這些，不利于瓦斯防災(zāi)。

    小結(jié)

    交通隧道有利之處是大多數(shù)隧道通過(guò)煤層少、瓦斯涌出量小，而且襯砌及時(shí)，可以封閉瓦斯減少逸出，通風(fēng)巷道管路也比較簡(jiǎn)單。但不利之處也不少，如開(kāi)挖斷面大，隧道與煤層的相對(duì)關(guān)系不允許隨意改變，施工裝備防爆性能差，施工隊(duì)伍不是專門(mén)化，技術(shù)管理和技術(shù)教育不夠等等。我們交通隧道的施工要發(fā)揚(yáng)優(yōu)勢(shì)、糾正劣勢(shì)，以最小的代價(jià)保證生產(chǎn)安全。

三、瓦斯隧道幾種災(zāi)害

瓦斯隧道施工時(shí)，可能發(fā)生7種災(zāi)害：

（1） 煤與瓦斯突出——在地應(yīng)力和瓦斯壓力的共同作用下，很短的時(shí)間中破碎的煤、巖和瓦斯從洞壁突然拋出，伴有猛烈的聲響和巨大的動(dòng)能，同時(shí)釋放出大量的瓦斯。有時(shí)伴隨瓦斯爆炸，造成二次破壞。“突出”事故的傷亡和損失一般都是很滲重的。

（2） 煤突然傾出——在重力作用下松軟的煤層突然坍下，同時(shí)有大量瓦斯釋放，坍下的煤以煤塊形式堆積。

（3） 煤突然壓出——一部分煤在構(gòu)造應(yīng)力或放炮振動(dòng)影響下，整體拋出，但位移距離不大，壓出的煤或呈小塊狀，或呈有大量裂隙的大塊狀。

（4） 巖石與瓦斯突出——原因與煤與瓦斯突出相似，有時(shí)還加上掘進(jìn)放炮的的振動(dòng)作用。大多數(shù)發(fā)生在破碎的砂巖中，放炮時(shí)，發(fā)生巖石破壞，拋出的現(xiàn)象，在拋出的砂巖巖塊中含有大量的砂粒和粉塵，洞壁上形成空洞（不一定與爆破洞穴同一位置），與此同時(shí)，洞內(nèi)瓦斯大量增加。

（5） 瓦斯爆炸——達(dá)到爆炸濃度的瓦斯（一般在5%~16%之間）與火源接觸（一般需要512℃以上），并且坑道內(nèi)有氧氣存在（含量12%以上），就會(huì)發(fā)生猛烈爆炸，有時(shí)會(huì)造成大量傷亡。

（6） 煤塵爆炸——當(dāng)煤質(zhì)中揮發(fā)物占總可燃物（固定炭加揮發(fā)物）10%以上，且形成的小顆粒煤塵懸浮在空氣中，當(dāng)空氣中煤塵含量較多（30g/m3以上），遇700℃以上的火源，即會(huì)發(fā)生煤塵爆炸，煤塵爆炸的后果比瓦斯爆炸更嚴(yán)重，因?yàn)槊簩颖〞?huì)產(chǎn)生大量一氧化碳（CO）使人中毒，很多人不是炸死而是被毒死。

（7） 巷道坍塌——煤系地層除少數(shù)外，大多數(shù)強(qiáng)度很低，尤其是煤中的軟分層，用手即可捻成粉碎，所以巷道穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生坍塌事故。

名詞

瓦斯涌出：掘進(jìn)放炮以后，瓦斯從洞壁暴露面，從爆下的巖塊和煤塊中均勻釋放的現(xiàn)象。(在鄰近煤層的掌子面附近經(jīng)常有瓦斯涌出。)

瓦斯噴出：在20 m長(zhǎng)的巷道范圍內(nèi)，從洞壁裂隙、孔洞或炮眼中涌出大量瓦斯，當(dāng)噴出強(qiáng)度達(dá)到1 m3/min，噴出時(shí)間8 h以上時(shí)，稱之謂瓦斯噴出。

瓦斯事故教訓(xùn)

①貴昆線巖腳寨鐵路隧道。隧道長(zhǎng)2 714 m，鐵道兵六師施工，穿過(guò)7層煤，薄者0.1 m,厚者8.92 m,瓦斯涌出強(qiáng)度150 m3/h,壓力0.4 MPa。1959年1月27日下導(dǎo)坑掘進(jìn)距洞口242 m處,火雷管點(diǎn)火及電燈接線引起二次瓦斯爆炸,并形成坍方,共死34人,傷65人；同年6月26日，電閘拉火又引起瓦斯爆炸,坑道坍方7處。從1月27日~6月26日半年中，共發(fā)生瓦斯爆炸6次，由于處置不當(dāng)，死傷慘重（總計(jì)死傷220人）。

②達(dá)成鐵路炮臺(tái)山隧道。全長(zhǎng)3 078 m，位于成都郊區(qū)的金堂縣境內(nèi)，鐵15局施工，全隧道不通過(guò)煤層，但隧道下方2 000~3 000 m處有煤，瓦斯沿地層裂隙上升到地表淺層，形成儲(chǔ)氣構(gòu)造。1994年4月3日平導(dǎo)掘進(jìn)到距洞口808 m處，燈炮爆裂引發(fā)瓦斯燃燒，死1人，傷3人。次日，汽車(chē)進(jìn)洞運(yùn)風(fēng)管，由于汽車(chē)打火，又引起瓦斯爆炸，死12人。事故后實(shí)測(cè)，隧道瓦斯逸出強(qiáng)度為3.54 m3/h。

③都汶高速公路董家山隧道。雙洞,長(zhǎng)4 111 m+4 081 m,中鐵一局施工進(jìn)口，中鐵二局施工出口。該隧道多次通過(guò)煤層，但煤層都很薄，瓦斯壓力0.172~0.67 MPa,勘測(cè)資料認(rèn)定為低瓦斯隧道，施工中又委托煤炭專業(yè)單位鑒定，仍定為低瓦斯隧道，因此施工中允許使用非防爆設(shè)備，采用汽車(chē)進(jìn)洞出碴、進(jìn)料。2005年12月上旬，隧道右洞進(jìn)口掌子面發(fā)生坍方（如下圖）。由于該處位于背斜核部、裂隙發(fā)育、裂隙中含有煤層瓦斯，坍方又促使瓦斯大量涌出。12月22日，襯砌臺(tái)車(chē)上的不防爆插座打火，引起瓦斯爆炸，當(dāng)場(chǎng)死44人，傷11人。爆炸氣流充滿1500巷道并沖出洞口，并將洞外幾十噸重臺(tái)車(chē)推動(dòng)幾十米。

四、瓦斯隧道設(shè)計(jì)、施工的有關(guān)規(guī)范及參考資料

1.《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》TB10120-2002

2.《鐵路隧道施工規(guī)范》TB10204-2002

3.《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTJ024-94

4.《煤礦安全規(guī)程》（國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局2005年）

5.《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》（煤炭工業(yè)出版社1995年）

6.《煤礦安全規(guī)程》讀本（煤炭工業(yè)出版社2005年）

五、瓦斯隧道及工區(qū)分類

瓦斯隧道：

     凡隧道通過(guò)的地層中預(yù)計(jì)含有瓦斯或檢出瓦斯、即屬于瓦斯隧道（與瓦斯地段長(zhǎng)度占全隧道比例大小無(wú)關(guān)）。

工區(qū)分類

非瓦斯工區(qū)(工區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)瓦斯)

瓦斯工區(qū)

低瓦斯工區(qū)(預(yù)計(jì)或?qū)崪y(cè)全工區(qū)瓦斯涌出小于或等于0.5 m3/min)

高瓦斯工區(qū)（預(yù)計(jì)或?qū)崪y(cè)全工區(qū)瓦斯涌出強(qiáng)度大于0.5 m3/min）

瓦斯突出工區(qū)(預(yù)計(jì)可能或?qū)嶋H已發(fā)生煤與瓦斯或巖石與瓦斯突出)

   說(shuō)明：低瓦斯工區(qū)與低瓦斯煤礦不同，低瓦斯煤礦瓦斯涌出量的上限是40 m3/min，而鐵路隧道低瓦斯工區(qū)瓦斯上限是0.5 m3/min，僅是前者1/40。所以，判斷是否屬于低瓦斯隧道的標(biāo)準(zhǔn)是很?chē)?yán)格的，只有隧道通過(guò)煤很少、煤不厚、瓦斯含量也低的隧道才能列入低瓦斯隧道，在公路和鐵路隧道中，這種情況很多。過(guò)去對(duì)瓦斯隧道不分高瓦斯還是低瓦斯，一律要求采用防爆設(shè)備，如一個(gè)3 000 m的隧道，只通過(guò)一次煤線而且瓦斯不嚴(yán)重，也要求采用全套防爆設(shè)備。2002年以后，鐵道部新頒布的瓦斯隧道規(guī)范把低瓦斯隧道分出來(lái)，允許在一定安全措施的前提下，使用不防爆機(jī)具設(shè)備，這對(duì)于降低造價(jià)、提高修建速度是很有意義的。

六、低瓦斯隧道安全施工技術(shù)

1. 搞好低瓦斯隧道安全施工的重要性

 （1） 低瓦斯隧道在鐵路和公路的瓦斯隧道中，數(shù)量最多、比例最大；

（2） 低瓦斯隧道中瓦斯涌出量小，洞內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊停袝r(shí)甚至量不出來(lái)。不論設(shè)計(jì)方還是施工方，容易忽視；

（3） 鐵路規(guī)范規(guī)定，低瓦斯隧道不要求使用防爆的機(jī)具和電氣設(shè)備，很多人以為與普通隧道沒(méi)有區(qū)別；

（4） 低瓦斯隧道一般不會(huì)出事故、在南昆線以后，內(nèi)昆、水柏、渝懷等很多鐵路的低瓦斯隧道都正常施工，沒(méi)有出事故，已經(jīng)產(chǎn)生了麻痹思想，但低瓦斯隧道搞不好一樣會(huì)爆炸，一樣會(huì)出事故，有必要強(qiáng)調(diào)它的安全生產(chǎn)重要性，有必要針對(duì)低瓦斯隧道的特點(diǎn)研究其安全生產(chǎn)技術(shù)。

2. 低瓦斯隧道災(zāi)害事故種類

低瓦斯隧道在通過(guò)煤系地層（即含煤地層，包括煤線、雞窩煤、薄層煤以及煤層前后的含瓦斯巖層——一般為砂巖、泥巖、頁(yè)巖等沉積巖）時(shí)，易發(fā)生的事故只有三種：

    （1） 瓦斯爆炸；

    （2） 瓦斯燃燒；

    （3） 巷道坍方。

3. 瓦斯?jié)舛裙芾順?biāo)準(zhǔn)

（1） 工區(qū)內(nèi)任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻的瓦斯?jié)舛炔淮笥?.3%；

（2） 任何地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.4%時(shí)，應(yīng)即刻報(bào)警，找出原因，及時(shí)處理；

（3） 任何地點(diǎn)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)0.5%，應(yīng)在前后20 m范圍內(nèi)立即停工，切斷電氣設(shè)備電源，查找原因并加強(qiáng)通風(fēng)，觀測(cè)濃度變化；

（4） 開(kāi)挖面瓦斯涌出，且濃度超過(guò)0.5%時(shí)，掌子面至二次模筑襯砌起點(diǎn)之間立即斷電、停工撤人，如加強(qiáng)通風(fēng)后濃度仍降不下來(lái)，則全工區(qū)停電撤人立即研究處理辦法。（兩個(gè)方案：a、如瓦斯涌出強(qiáng)度超過(guò)0.5 m3/min，改按高瓦斯工區(qū)處理、設(shè)備換裝；b、增加通風(fēng)設(shè)備，加強(qiáng)通風(fēng)，等待瓦斯涌出衰減）。

    低瓦斯隧道的瓦斯?jié)舛日Ｖ凳?.3%，上限值是0.5%，與瓦斯爆炸下限濃度5%相比，小得很多，這是因?yàn)椋?br />
（1） 5%是理想條件下的數(shù)據(jù)，由于隧道中條件復(fù)雜，瓦斯爆炸下限有時(shí)會(huì)有所降低，比如：空氣中煤塵濃度達(dá)到5 g/m3時(shí)，瓦斯爆炸下限可降為3%；有電火花發(fā)生時(shí)，因其溫度較一般火焰高，700℃可引爆濃度3.25%瓦斯；

（2） 測(cè)定人員有讀數(shù)誤差，儀表本身也有一定誤差；

（3） 隧道中的瓦斯泄漏點(diǎn)及濃度千變?nèi)f化無(wú)一定規(guī)律，而且泄漏的速度也不均勻，檢測(cè)濃度不一定是最高濃度；

（4） 一般規(guī)定，凡事故嚴(yán)重，可能產(chǎn)生人員傷亡時(shí)，安全系數(shù)應(yīng)大一些（比如：豎井人員提升鋼繩安全系數(shù)規(guī)定為9），5%的爆炸濃度取安全系數(shù)為10，即得到低瓦斯隧道施工的上限濃度0.5%；

（5） 上限濃度0.5%適合低瓦斯工區(qū)的非防爆裝備（0.5%濃度瓦斯遇火源不會(huì)燃燒和爆炸），同時(shí)一般的通風(fēng)設(shè)備也很容易使低瓦斯工區(qū)的瓦斯降到安全濃度（如風(fēng)機(jī)供風(fēng)量500 m3/min時(shí)，瓦斯稀釋后的濃度為0.5/500=0.1%,小于0.5%）

4. 洞內(nèi)易引起瓦斯爆炸的危險(xiǎn)地點(diǎn)

（1） 煤層附近的掌子面

（2） 拱頂坍穴

（3） 拱頂以下30~40 cm范圍

（4） 巷道轉(zhuǎn)角

（5） 避人洞、避車(chē)洞、橫通道

（6） 停留的大型設(shè)備背風(fēng)處

5. 瓦斯檢測(cè)

（1） 瓦斯檢測(cè)設(shè)備

瓦斯自動(dòng)斷電報(bào)警器（如：AWJ-6型）；

便攜式瓦檢儀（光干涉如：SWJ-A型、催化型如AZJ-91型）；

凡重要地點(diǎn)（如開(kāi)挖面、煤層附近、襯砌臺(tái)車(chē)前方等），人員難于攀登地點(diǎn)（如坍穴頂部），均應(yīng)設(shè)置自動(dòng)斷電報(bào)警器的探頭。

（2） 檢測(cè)地點(diǎn)

開(kāi)挖工作面風(fēng)流中；

未成洞段及已成洞段的拱頂下沿；

襯砌臺(tái)車(chē)前方；

塌方、凹陷、裂隙、風(fēng)流死角；

地質(zhì)破碎、地層變化、溶洞；

進(jìn)洞汽車(chē)、裝碴機(jī)車(chē)頭上(機(jī)頭上固定設(shè)置瓦測(cè)儀)；

停放的大型設(shè)備后方風(fēng)流死角；

洞內(nèi)電焊地點(diǎn)；

洞電通風(fēng)機(jī)、電機(jī)及開(kāi)關(guān)附近；

避人車(chē)洞、橫通道內(nèi)；

其它通風(fēng)不良處

（3） 檢測(cè)頻率

開(kāi)挖面在打眼后，放炮前、放炮后各檢測(cè)一次（即“一炮三檢測(cè)”）；

其余時(shí)間及地點(diǎn)每班至少2次；

有異?，F(xiàn)象時(shí)每小時(shí)1次；

特殊情況時(shí)應(yīng)旁站不間斷量測(cè)。

（4） 檢測(cè)設(shè)備標(biāo)定及檢修

每5天校正便攜式報(bào)警器或瓦斯傳感器（探頭）一次；

每7天校正瓦斯自動(dòng)斷電報(bào)警器一次；

每15天校正光干涉瓦斯測(cè)定儀一次；

每天應(yīng)對(duì)照各種不同類型瓦檢儀表讀數(shù)，其誤差不應(yīng)超過(guò)允許值。

每次通過(guò)煤層，應(yīng)測(cè)量總回風(fēng)風(fēng)速及瓦斯?jié)舛?，?jì)算出洞內(nèi)瓦斯涌出總量（其它時(shí)間每月至少測(cè)量一次），并重新判定工區(qū)的瓦斯等級(jí)。

6. 關(guān)于瓦電閉鎖和風(fēng)電閉鎖

在設(shè)計(jì)時(shí)判定隧道是否屬于低瓦斯隧道的依據(jù)是地質(zhì)勘察資料，但由于技術(shù)水平和設(shè)備限制，地質(zhì)工作往往存在或大或小的誤差。為了確保隧道開(kāi)挖時(shí)即使突然出現(xiàn)大量瓦斯，仍不會(huì)發(fā)生爆炸事故。在隧道中安裝“兩閉頻”是非常必要的，所謂“兩閉頻”即“瓦電閉鎖”和“風(fēng)電閉鎖”。

“瓦電閉鎖”——前已述，洞內(nèi)重要位置均應(yīng)布置探頭，長(zhǎng)期不間斷監(jiān)測(cè)瓦斯。當(dāng)探頭測(cè)得風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)，可立即自動(dòng)啟動(dòng)斷電報(bào)警器，切斷規(guī)定范圍的電器設(shè)備電源，并產(chǎn)生聲光報(bào)警。

“風(fēng)電閉鎖”——當(dāng)隧道內(nèi)通風(fēng)機(jī)由于某種原因不能運(yùn)轉(zhuǎn)供風(fēng)時(shí)，自動(dòng)切斷停風(fēng)區(qū)全部電氣設(shè)備電源。

7. 隧道內(nèi)過(guò)煤層前的超前探測(cè)

定義：20 m范圍內(nèi)瓦斯涌出強(qiáng)度大于0.5 m3/min的地段為高瓦斯區(qū)

為防止隧道掘進(jìn)時(shí)誤穿高瓦斯區(qū)，在距煤層設(shè)計(jì)位置20 m（垂距）時(shí)，打超前鉆孔三個(gè)，并取巖芯，鉆孔直徑不小于Ф76。

通過(guò)開(kāi)挖面的超前鉆孔，可以了解：煤層位置、煤樣的噸煤含瓦斯量、瓦斯溢出速度、瓦斯壓力，瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象（頂鉆、夾鉆、噴孔等），判斷將要揭露的煤層是否與設(shè)計(jì)資料一致。如一致，可正常掘進(jìn)；如不一致，應(yīng)向設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主方提出研究處理辦法

8. 過(guò)煤層鉆爆作業(yè)

按照規(guī)范，低瓦斯工區(qū)有以下特殊要求：

（1） 全工區(qū)采用煤礦許用炸藥；

（2） 全工區(qū)采用煤礦許用瞬發(fā)或毫秒電雷管；最后一段延時(shí)不大于130 ms。

9. 燈具及電纜

     根據(jù)《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》8.1.1條，低瓦斯工區(qū)的電氣設(shè)備和作業(yè)機(jī)械可使用非防爆型，但對(duì)于照明燈具，又規(guī)定采用防爆型（8.3.3條），似乎有些矛盾。據(jù)我在一些隧道實(shí)地觀察，覺(jué)得可以這樣處理：

（1） 靠近掌子面的未成洞地段，是洞內(nèi)瓦斯?jié)舛茸罡叨温?，?yīng)采用EXDI型礦用防爆照明燈，防止掌子面掘進(jìn)時(shí)突然涌出大量瓦斯，發(fā)生事故。

（2） 已成洞地段，瓦斯已封閉，襯砌中溢出瓦斯量甚少，可采用一段非防爆燈具，但在成洞地段地點(diǎn)的起點(diǎn)（模板臺(tái)車(chē)前方），應(yīng)設(shè)置瓦電閉鎖探頭，一旦瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)，應(yīng)立即切斷燈具電源。

（3） 洞內(nèi)高壓和低壓電纜規(guī)格，應(yīng)按規(guī)范辦理，電纜芯線與電氣設(shè)備連接必須使用齒形壓板或線鼻子；

（4） 工地移動(dòng)照明，應(yīng)采用礦燈，或防爆應(yīng)急燈。

10. 施工通風(fēng)

             低瓦斯工區(qū)可以用獨(dú)頭巷道風(fēng)管壓入式通風(fēng)，也可以用巷道式通風(fēng)。當(dāng)采用巷道式通風(fēng)時(shí)，開(kāi)挖面附近還應(yīng)布置局扇（壓入式）。目前射流風(fēng)機(jī)常常作為隧道通風(fēng)的輔助風(fēng)機(jī)，比如：布置在掌子面附近防止瓦斯停留（因壓入式通風(fēng)管端部常常距開(kāi)挖面太遠(yuǎn)），布置在橫通道內(nèi)作為主風(fēng)機(jī)形成巷道全風(fēng)壓風(fēng)流。洞內(nèi)風(fēng)機(jī)及開(kāi)關(guān)應(yīng)使用防爆型。

11. 電源

            低瓦斯工區(qū)不要求設(shè)置兩套互為獨(dú)立的供電系統(tǒng)，但主通風(fēng)機(jī)應(yīng)有二路電源，直接由變電所饋出并來(lái)自不同變壓器，當(dāng)一路停電時(shí)，另一路在15 min內(nèi)接通供電。

12. 支護(hù)施工

巷道開(kāi)挖暴露煤層后，應(yīng)盡快施作錨噴初期支護(hù)，用摻氣密劑的噴砼覆蓋煤層和有瓦斯涌出的巖面、噴砼厚度不小于15 cm。當(dāng)巷道變形噴砼表面出現(xiàn)開(kāi)裂，還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴、補(bǔ)噴厚度至少5 cm。

當(dāng)洞壁噴砼不能有效減小瓦斯溢出時(shí)，可采用：

     （1） 對(duì)洞壁徑向注漿，封堵瓦斯?jié)B漏通道（用C-S漿，注漿厚度3 m）

     （2） 提前施做瓦斯隔離層和二次襯砌（氣密性砼），厚度不小于40 cm，襯砌接縫應(yīng)進(jìn)行氣密處

13. 其它

     

      （1） 施工通風(fēng)應(yīng)24 h不間斷，通風(fēng)機(jī)應(yīng)有備用；

（2） 低瓦斯工區(qū)也應(yīng)進(jìn)行火源管理，嚴(yán)禁火源進(jìn)洞，洞內(nèi)及洞口20 m范圍禁煙，洞口設(shè)檢查崗，洞內(nèi)不得儲(chǔ)存易燃品（油類等），進(jìn)洞人員不得穿易產(chǎn)生靜電服裝，進(jìn)出洞人員應(yīng)登記；

（3） 所有施工人員均需崗前培訓(xùn)，合格后發(fā)給上崗證才能進(jìn)洞；

（4） 各工區(qū)應(yīng)建立必要的安全生產(chǎn)制度，如瓦斯檢測(cè)登記制度，瓦斯檢測(cè)工作細(xì)則、瓦斯儀表校正檢修制度、電氣設(shè)備檢查和修理保養(yǎng)制度、煤層采樣試驗(yàn)規(guī)程、超前探孔施工作業(yè)細(xì)則等；

（5） 關(guān)于瓦斯隧道安全施工內(nèi)容很多，有的也很細(xì)，這里不能一一介紹，不詳之處，請(qǐng)參看前面列舉的一些參考資料和規(guī)范，但以《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》為主。