瓦斯隧道施工控制及防治措施分析
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作者:杨松林
摘 要：隧道的施工建设是煤矿、铁路等工程建设中的重要组成部分，由于其施工环境的特殊性，尤其在穿越煤层的施工过程中危险性将大大提高，一旦在施工过程中引起煤层中大量瓦斯的溢出，将会使施工人员以及隧道建设处于较高的危险环境内，影响施工安全。所以，要想对隧道施工进行控制，必须以隧道施工环节的施工质量入手，全面采取有效的防治措施。本文将主要围绕着瓦斯隧道施工控制及防治措施进行讨论分析。
关键词：瓦斯隧道 施工控制 防治措施
瓦斯隧道的施工建设，由于其环境的特殊性，在施工过程中存在较大的安全隐患，必须在施工过程中采取必要的防治措施，全方面做好瓦斯隧道的施工控制，避免施工过程中危险事故的发生，保障施工建设的安全性。因此，根据瓦斯隧道实际施工情况对施工环节以及质量进行控制，可以有效确保隧道施工安全，并提高瓦斯隧道施工效率。
1 隧道瓦斯的特性及危害
1.1 瓦斯定义
所谓的瓦斯实际上是以甲烷CH4为主的有毒、有害气体的总称，就当前瓦斯的各种定义来看，瓦斯主要含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等气体物质。
1.2 瓦斯的特性及危害
（1）瓦斯特性。
瓦斯气体主要具有爆炸性、燃烧性、窒息性以及剧毒性四种特性。
（2）瓦斯危害。
①瓦斯燃烧和爆炸。在瓦斯的众多特性中，瓦斯所具有的燃烧性以及爆炸性对人们的危害最大，即当瓦斯气体达到一定的浓度且遇到明火时，就会发生爆炸和燃烧。
②瓦斯窒息。甲烷的窒息性也是当前造成瓦斯隧道施工人员伤亡事件的主要原因，虽然瓦斯的主要组成成分甲烷并不具有毒性，但是当瓦斯中的甲烷达到一定浓度后，就会挤压空气中氧气的含量，一旦甲烷充斥整个隧道，那就会使得工人呼吸困难，出现窒息情况。
2 瓦斯隧道施工控制的关键技术方案环节分析
瓦斯隧道施工离不开机电设备的支持，但是如果施工人员在机电设备运用过程中不能够加强对机电设备的控制，就可能造成瓦斯事故。因此隧道施工单位需要制定专门的机电配置方案，即通过“三专”、“两闭锁”措施，选择专用的机电设备以及闭路锁来进行瓦斯事故预防。
2.1 电力配置方案
瓦斯隧道施工离不开电力供应，由于瓦斯隧道的瓦斯浓度相对较高，因而存在的危险因素较多，在隧道建设过程中所使用的电力设备应当采用防爆型設置，而隧道内均需采用防爆型照明灯具。若采用非防爆型设备，则需要确保在机电设备20m范围内的瓦斯浓度不高于1%，为了保证隧道施工建设中的电力配置符合要求，管理人员需要出台相应的规定，如严禁在隧道建设过程中修理或拆卸电力设备，同时对电力设备进行重点检查，检查电力设备专用的供电线、变压器、开关、瓦斯浓度受限情况。确保供电线路无明接头，以免再用电过程中产生火花引起爆炸。而在电力设备供电时，应当检查其周围的漏电保护以及接地装置，确保其电流传输顺畅，在电流及电压供应方面，技术人员应当根据隧道建设的实际要求选择配电等级以及配电方式等内容，同时将总防爆开关、分防爆开关的位置进行测量与设置，确保电力设备正常运行。
2.2 电力设备布置方案
按瓦斯隧道用电要求，使用中性点不接地专用变压器。洞内施工照明采用根据现场实际情况，每隔10m设矿用防爆灯一只，防爆灯型号DGS-127-100、功率为100W/只，洞内模板台车及掌子面开挖平台处采用矿用4KVA隔爆干式变压器将电压降为安全电压36V，固定敷设照明，照明主电缆型号为：MY0.38/0.66-2×4。隧道内所敷设的照明、信号控制传输以及通信等设备的电缆应当使用矿用塑料电缆或铠装电缆，以确保电力设备布置合理及质量符合要求。
2.3 机电设备的安全管理
由于瓦斯隧道建设涉及到较多的配套设施，因此需要对洞内的机电设备进行安全管理。在瓦斯隧道施工的过程中，其所使用的机电设备应当经过外观质量、防爆性能以及工作性能的检查，特别是其对于瓦斯浓度的受限及闭锁情况，需要技术人员按照施工要求对其进行检查。只有在机电设备符合安全要求之后，其才可以投入使用。而在电缆敷设环节，需要合理设置风管、水管等设施与电缆的距离，尽量确保其不在同一侧，同时在机电设备的发热部件上安装过热保护装置及报警装置，一旦其发出的热量超过允许范围，应当及时发出报警信号，同时断电检查，确保机电设备以及隧道建设的运行安全。
3 瓦斯隧道施工控制的有效防治措施
3.1 加强瓦斯检测和监控
在瓦斯隧道施工中为了对施工进行有效控制，施工单位就需要在施工中加强瓦斯监测与监控，以保证及时发现瓦斯异常，及时进行处理。首先鉴于瓦斯容易在拱顶、台架顶、台车顶、塌空区等区域聚集，那施工单位就需要在这些区域设置专门的瓦斯浓度监测装置，时刻记录瓦斯浓度变化。其次，瓦斯隧道施工单位也需要强化安全监控系统维护管理，配齐甲烷、一氧化碳、硫化氢、风速、温度等各类传感器，并定期进行调试、校正，确保正常运行。最后，施工单位应当在瓦斯易于聚集的地方安置通风设备，并及时在通风设备上安装传感器，一旦瓦斯浓度达到一定标准，那通风机传感器就会自动打开通风机进行通风。
3.2 通风管理
（1）鉴于瓦斯气体易于聚集在一些不通风的区域，所以施工单位在对瓦斯气体进行处理时，需要引进大功率的通风设备，并将其安装在瓦斯浓度较大的区域，适时进行通风，这样可以避免瓦斯浓度过高。此外隧道内的局部通风机应实施连续通风，不得随意间断。如果局部通风机因为需要检修以及其他故障必须进行断电处理时，那施工单位就应当及时撤出所有的施工人员，并在隧道入口处安置专门的管理人员，以避免出现瓦斯中毒事故。
（2）主要轴流通风机和局部通风机应按规定实现“三专”和双风机。通风机应有能自动切换的双风机并设两路电源，当一路停止供电时或一台通风机故障时能自动切换，保证风机正常运转。 （3）瓦斯隧道管理人员在进行通风设备的管理时，也需要指派专门的管理人员对通风机进行管理，并要求管理人员需要严格遵守通风机施工要求，严禁出现循环风现象。
（4）通风施工的要求
瓦斯隧道施工人员在进行通风设备施工时，应当严格按照施工标准进行，保证通风设备的正常使用。一是通风设备安装人员在进行设备安装时使用压入式通风方式，同时对通风的风量以及方向进行及时的记录，并将通风风量记录板放置于通风洞口。特别是在管道的转弯处，需要根据施工要求设置刚性弯头，以保证通风的顺畅。二是在通风设备安装完成后，施工人员也应当对通风设备的运转情况进行测试，如果在测试过程中发现测试结果不符合要求，那施工人员就需要对通风设备进行问题查找，保证最终的测试结果与要求一致。三是通风设备的管理人员必须具有相应证件，避免在通风设备出现故障后无法及时做出处理。四是技术人员应当按照检查周期或运行情况对风机进行检查与维护，确保风机的正常运行。
3.3 TSP超前地质预报
技术人员应当根据瓦斯隧道施工要求以及实际情况选择合适的地质预报系统，主要是预报较长距离（如开挖轮廓线外径向10～20m）的不良地质，包括断层、构造破碎带、岩体破碎带、溶洞等的位置及规模。利用地质预报系统对初期支护以及围岩变形情况进行探测，从而得到一定范围内的围岩变形情况。
3.4 钻爆作业
在爆破地点20m范围内，需要确保风流中的瓦斯浓度低于1%，同时物体阻塞开挖断面应当低于1/3，钻孔之后的炮眼应当清理干净，炮眼中的剩余环节应当用泡泥封堵。采用串联连接方式连接爆破网路，明线部分用绝缘层包裹并悬空。
3.5 严格人员管理，减少人为因素影响
瓦斯隧道施工過程中，很多瓦斯爆炸等危险事故都是由于人为原因造成的，因此，为了保证瓦斯隧道施工的安全，必须从人员管理着手，采取有效的防治措施，严格管理作业人员在施工过程中的行为、着装以及所携带的物品等，尽可能降低人为因素对施工安全的威胁。一是设立门禁系统和值班检查制度，实行进洞安检制度，对进出隧道的人员进行登记，建立进洞登记和出洞销号台帐。二是严禁将手机、火柴、打火机、电子设备及其他易燃易爆物品带入洞内。三是所有外来检查人员必须换装和进洞前专项检查，钻工必须穿棉质服装、雨衣、胶鞋，并佩戴防尘口罩，严禁穿着易产生静电的衣物进入洞内，检查完毕后方可进入隧道内。四是在未通风及瓦斯浓度超标的情况下，禁止任何人员进洞。五是安全员、仓库保管员、爆破人员、瓦斯检测员以及焊工、电工等人员需要具备较高的专业知识技能以及自救知识，当发生危险情况时，可以保证自身的安全。
3.6 全面落实设备管理，排查设备隐患
车辆等机械设备是瓦斯隧道施工中不可或缺的组成要素，在瓦斯隧道的施工建设过程中，要加强对机械设备的安全管理，全面排查设备隐患，避免由于设备本身质量、功能性问题导致瓦斯爆炸事故的发生，施工单位针对施工设备要做好管理，定期组织设备检查，做好事故预防措施，保障机械设备使用的安全。在洞内操作过程中，设备的操作人员必须听从统一指挥，同时设置专项监护人，保证作业规范、到位。在设备使用完毕后，应选择合适的安全环境内进行设备的停放，尤其在夜间，需要设置专人对机械设备进行看护，防止出现破坏机械设备等现象，施工单位要严禁在瓦斯浓度过高的施工环境下进行机械设备作业等。
4 结语
为了保障瓦斯隧道施工的安全，必须采取有效防治措施，做好施工过程的监控和管理，从人员、设备、环境等多方面入手，严格做好火源的防控，严格管理施工作业行为、施工机械设备以及电气设备的技术参数设置等，做好瓦斯的防爆处理工作，切实保障施工过程和人员安全。
参考文献
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