[实用新型]一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构

说明书

本实用新型公开了一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构，包括正洞抽排工作洞和平导抽排工作洞，该正洞抽排工作洞和平导抽排工作洞之间通过横通道连通，正洞背斜范围煤层上分布有正洞抽排孔，平导背斜范围煤层上分布有平导抽排孔；还包括一套抽排系统，正洞抽排孔和平导抽排孔均与该抽排系统连通，以此实现对正洞背斜范围煤层瓦斯和平导背斜范围煤层瓦斯进行联合抽排消突。本实用新型正洞与平导各设置独立的抽排工作洞，提高瓦斯抽排消突效果，减小传统抽放钻孔施作难度，同时共用一套抽排系统进行瓦斯抽排，该联合抽排消突结构安全可靠、经济，且抽排效果较好。

技术领域

本实用新型涉及隧道揭煤防突技术领域，具体涉及一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构。

背景技术

煤与瓦斯突出是煤矿、隧道工程等掘进过程中的一种严重自然灾害，发生时能摧毁井巷设施、破坏矿井通风系统，使煤岩和瓦斯大量涌出，冲击伤人，煤流埋人，瓦斯造成人员窒息，甚至导致严重的瓦斯和煤尘爆炸，造成生产中断、人员伤亡等巨大损失。

新建重庆铁路枢纽东环线工程鹞子岩隧道为I级风险管理的高风险隧道。隧道穿越中梁山山脉，位于岩溶水平径流带，洞身发育两条暗河，同时该隧道在观音峡背斜核部断层附近连续六次穿越二叠系龙潭组瓦斯突出煤层，风险极高，施工图设计该隧道土建工期40.5个月，是整个工程最为控制工期的隧道。为满足工期、排水及施工通风需要，隧道出口段线路中线右侧35m设置总长3154m的平导，正洞与平导均于背斜核部连续穿越K9上、K9、K8下龙潭组瓦斯突出煤层，煤质为焦煤，煤层间距均小于9m；其中K8煤层厚3m，瓦斯放散初速度Δp＝8，吨煤瓦斯含量12.21m3/t,煤层瓦斯压力P＝0.97MPa，煤层坚固系数f＝0.35，煤的破坏类型为Ⅲ-Ⅳ类，地质判定该隧为瓦斯突出隧道。根据施工图施组安排，正洞和平导瓦斯突出煤层先后分别采取包含长距离超前地质预报+区域+局部综合防突的系统性安全控制措施，采用巷道式通风，平导或正洞实施揭煤防突作业时，另一工作面停止施工，正洞与平导揭煤工期约8个月。实施过程中，通过平导长距离超前地质预报及区域突出危险性预测，探明的煤层瓦斯突出危险性较原设计更高。其中K8煤层厚4.05m，瓦斯放散初速度Δp＝18，吨煤瓦斯含量16.32m3/t,煤层瓦斯压力P＝1.5～1.6MPa，煤层坚固系数f＝0.16，煤的破坏类型为Ⅳ类，K9上、K8下煤层煤与瓦斯突出危险性较施工图更高，正洞及平导煤与瓦斯突出风险极高。同时洞身岩溶暗河处理导致工期较设计工期滞后较多，工期极为紧张。

正洞、平导瓦斯抽排，目前已有通过平导内同时施作正洞及平导瓦斯抽排孔、自平导抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并通过平导排放的案例,如专利号为201820119087.8、专利名称为《隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放结构》的专利，上述专利中的抽排孔均布置于平导内，正洞与平导抽排孔很难同时施工，瓦斯抽排孔施作时间较长，效率较低；同时由于钻孔长度及角度影响，平导内施作正洞抽排孔较为困难。上述因素导致，瓦斯抽排孔施作效率较低、瓦斯抽放尤其是正洞消突效果较差；导致后续揭煤防突工序及隧道施工具有一定的安全隐患。

鉴于鹞子岩隧道正洞与平导于背斜核部连续多次穿过瓦斯突出煤层，隧道工期紧张、煤与瓦斯突出风险极高，本实用新型以东环线鹞子岩瓦斯突出隧道正洞与平导联合抽排消突为依托，在“四位一体”区域综合防突措施指导下，提出“一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构”，直接用于指导鹞子岩隧道揭煤工程消突作业，并可为类似地质条件的隧道揭煤消突作业提供指导。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本实用新型提供一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种复杂构造突出煤层正洞与平导瓦斯联合抽排消突结构，包括正洞抽排工作洞和平导抽排工作洞，该正洞抽排工作洞和平导抽排工作洞之间通过横通道连通，正洞背斜范围煤层上分布有正洞抽排孔，平导背斜范围煤层上分布有平导抽排孔；