[发明专利]一种高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方法

说明书

本发明涉及地下与隧道工程安全风险防控领域，更具体而言，涉及一种高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方法。包括以下步骤：S1、超前地质预报；S2、确定煤层层位；S3、区域突出危险性预测；S4、工作面突出危险性预测；S5、工作面局部防突；S6、防突措施效果检验；S7、揭煤；S8、石门揭煤结束。具有良好的适用性和较好的瓦斯突出检测和预防效果，能有效保障高瓦斯隧道穿越煤层时高效安全的揭煤。本发明主要应用于高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方面。

技术领域

本发明涉及地下与隧道工程安全风险防控领域，更具体而言，涉及一种高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方法。

背景技术

瓦斯隧道是指施工过程中局部穿过煤系层，有瓦斯突出风险的一类隧道。瓦斯隧道施工易引起围岩失稳、瓦斯突出及瓦斯爆炸等事故。其中危险系数最高的是在揭煤时发生的煤与瓦斯突出事故。由于瓦斯隧道施工的高风险性，安全可靠的进行瓦斯隧道揭煤作业成为保证整个工程建设顺利实施的关键环节。

针对瓦斯隧道的研究，国内最早始于铁路，早期的研究主要借鉴煤矿的瓦斯防止技术对瓦斯隧道的爆破技术与安全管理进行研究。直到我国高速公路网蔓延至西南煤矿区，才开始出现大量穿越煤系地层的高瓦斯隧道。自此，我国高瓦斯隧道揭煤技术的研究开始增多。但过往研究往往集中在揭煤防突技术的系统、体系优化以及通风优化方面，缺少对高瓦斯隧道煤层探测、瓦斯突出预防措施以及防突技术方面的综合实用研究。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方法。该方法具有良好的适用性和较好的瓦斯突出检测和预防效果，能有效保障高瓦斯隧道穿越煤层时高效安全的揭煤。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种高瓦斯隧道精细化综合防突揭煤方法，包括以下步骤：

S1、超前地质预报：

物探采用单一物探或组合物探实现地质宏观预报，正洞、平导、斜井物探方法根据地质情况及物探方法的适用性而定，采用地震波反射法+地质雷达法+瞬变电磁法探测揭煤段，以掌握煤层采空区、断层破碎带和软弱夹层等的大致位置；

钻探采用超前地质钻孔与加深炮孔钻孔的方法，验证地质是否异常时，施作超前钻孔1孔；根据现场情况，超前钻探的同时，每一循环布置加深炮孔3孔或5孔以保证探测质量；

在正洞、平导、斜井全段开展地质调查，对煤层位置进行预测；

S2、精探确定煤层层位：

根据初探资料，平导、斜井掌子面距推测煤层垂距10m时，施作超前探测孔会穿越煤层，贯通施作3个φ89mm探测孔，1孔取芯，布孔位置按照孔数3而定，穿透煤层全厚且进入顶、底板煤层不小于0.5m；

利用平导推测正洞，当平导推测与正洞探测结果不一致时，需在上台阶掌子面距推测煤层10m垂距处增设2个φ89探测孔，重新探测，并在正洞下台阶增设φ89验证孔2个，对正洞上台阶重新推测的情况进行验证，验证孔施作要求同探测孔；

S3、区域突出危险性预测：

煤层区域防突分两次预测：掌子面距推测煤层20m、10m最小垂距的预测；施工5个超前地质探孔：上台阶3孔探测，下台阶2孔验证；3孔全程取芯：上台阶1孔取芯，下台阶2孔取芯；若残余瓦斯压力P0.74Mpa，且残余瓦斯含量Q8m3/t，则无区域突出危险，反之，则要采用预抽瓦斯的区域防突措施；

S4、工作面突出危险性预测：

在精探瓦斯各指标未超过临界值时，掌子面向前掘进至煤层垂直距离5m时，施作φ75预测孔36个，正洞掌子面预测孔孔距、排距为1m，平导、斜井掌子面预测孔孔距、排距为0.5m；

S5、工作面局部防突：