文档介绍：瓦斯隧道施工关键技术
技术中心:丁睿博士
瓦斯隧道施工关键技术
一、概述
二、过煤系地层隧道超前预报技术
三、隧道瓦斯监测技术
四、瓦斯隧道施工通风技术
五、隧道煤与瓦斯突出防治技术
六、高瓦斯隧道设备配置
七、瓦斯隧道坍方防治技术
美国San Fernando 隧道
事故损失情况:
瓦斯爆炸,导致17人死亡,1人幸存
原因:
地震产生的断层带使得瓦斯大量溢出,隧道内设施成为点火源导致爆炸发生。
这是加州历史上最严重的隧道事故,直接促使美国出台了最严格的隧道和矿井安全规定。
美国Port Huron 隧道
事故损失情况:
瓦斯爆炸事故,导致22人死亡。
原因:
通风设计不合理,瓦斯气体在通风不畅部分聚集,并被点火源引爆,导致发生了地下大爆炸。
加纳Akosombo水坝引水隧道
事故损失情况:
瓦斯爆炸,造成11人死亡。
原因:
隧道上游为泥岩,深水腐化的有机物产生的沼气是甲烷的源头,由于施工中有焊接操作,导致这次事故的发生。
瑞士Hongrin 引水隧道
事故损失情况:
爆炸事故发生,共5人死亡。
原因:
通风设备故障。
意大利Great Apennine 隧道
原因:
爆破作业后,可燃气体涌出,引燃了木支撑。
事故损失情况:
4 次爆炸, 400m 长的通风设施被破坏,风房被毁、仰拱坍塌,导致停工7个月。加上其它事故,有97人为这条隧道献出了生命。
董家山隧道于2005年12月22日发生特大瓦斯爆炸事故,造成44人死亡,11人受伤,直接经济损失2035万元。
贵昆线岩脚寨隧道发生了5次瓦斯燃烧和2次严重的瓦斯爆炸,被迫停工76天,伤亡人数愈百人;
达成线炮台山隧道瓦斯爆炸死亡13人,被迫停工7个月;
213国道友谊隧道,先后发生瓦斯燃烧、爆炸40余次,并于2004年12月7日发生恶性瓦斯爆炸事故,造成60多人伤亡;
炮台山隧道瓦斯爆炸
友谊隧道瓦斯爆炸
董家山隧道瓦斯爆炸
隧道瓦斯爆炸破坏场面
性质
甲烷
CH4
二氧化碳
CO2
一氧化碳
CO
硫化氢
H2S
乙烷
C2H6
丙烷
C3H8
分子量

密度(Kg/m3)

2
对空气的比重

沸点K()

83

爆炸下限(%)(293K,)
5

3

爆炸上限(%)(293K,)
15
/

发热量
(MJ/m3,288K)
最高值

最低值

煤层瓦斯主要指煤层及煤层围岩内赋存的气体,以甲烷为主,有约20种组分:甲烷CH4及其同系烃类气体(乙烷C2H6、丙烷C3H8、丁烷C4H10、戊烷C5H12等)、二氧化碳CO2、氮气N2、一氧化碳CO,二氧化硫SO2、硫化氢H2S等。
瓦斯在煤体中赋存状态示意
瓦斯爆炸会产生三种危害:
◆火焰锋面
火焰锋面是沿隧道运动的化学反应带和烧热的气体,火焰锋面的传播速度一般为500~700m/s。
◆冲击波
冲击波是传播的压力突变。在正向冲击波传播时,其波峰的压力达10kPa~2MPa;在正向冲击波叠加或返回时,可形成高达10MPa的压力。
◆隧道空气成分改变
瓦斯爆炸会使隧道中的空气成分发生变化:氧化反应消耗了大量的氧,造成氧浓度降低;释放有害气体(如CO2,CO、高温H2O气体等);形成爆炸性气体。
瓦斯爆炸
瓦斯爆炸的化学反应式如下: