[发明专利]隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放方法

说明书

隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放方法，涉及隧道工程技术，本发明包括下述步骤：1)沿正洞的掘进方向，独立于正洞设置至少一条平导孔洞；2)在步骤1)的平导孔洞内，向煤层方向钻孔，形成平导抽放孔和正洞抽放孔，平导抽放孔钻至平导孔洞前方的煤层，正洞抽放孔钻至正洞前方的煤层；3)自平导抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并排出平导孔洞。本发明实现隧道及平导穿越煤层瓦斯超前抽放，工序衔接紧凑，可操作性强，抽放效果可靠，并符合节能环保的要求。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术，特别涉及设置超前平导的瓦斯隧道穿越煤层施工用瓦斯抽放结构。

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。

在煤与瓦斯突出中，石门揭煤的突出危险性最大，突出强度也最高。特别是高速铁路隧道掘进断面大，一般断面达140m2以上，石门揭煤的突出危险性较采煤巷道和普速、单线隧道更大，突出强度也更高。大断面隧道石门揭煤发生突出的特点是强度大、瓦斯量大、波及面广，破坏作用大，危害严重。对于在西南滇、贵主要产煤区修建的大断面高铁隧道，掘进一条石门需穿越几条甚至十几条煤层，每个煤层存在不同程度的突出危险性，穿煤地层安全防突以及快速揭煤问题就显得尤为突出。

针对煤系地层隧道防治煤与瓦斯突出，通常采用钻孔排放技术，将瓦斯通过钻孔排放到隧道施工环境内，再利用通风排出洞外，并采取监测措施进行控制。上述措施和方法存在一定的被动性，没能在瓦斯进入施工环境前将大部分瓦斯直接排放到洞外，增大了施工环境的瓦斯浓度，加大了隧道通风时间，增加了能耗及设备投资，并且不能有效地防治瓦斯突出，给施工带来极大的安全隐患，需要一种新的隧道及平导穿越煤层瓦斯抽放结构以解决此问题，并具有施工方便、安全可靠、快速、经济等特点，并符合节能环保的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放方法，具有施工方便、安全可靠、快速、经济等特点。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，隧道及平导穿越煤层施工用瓦斯抽放方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)沿正洞的掘进方向，独立于正洞设置至少一条平导孔洞；

2)在步骤1)的平导孔洞内，向煤层方向钻孔，形成平导抽放孔和正洞抽放孔，平导抽放孔钻至平导孔洞前方的煤层，正洞抽放孔钻至正洞前方的煤层；

3)自平导抽放孔和正洞抽放孔抽放瓦斯并排出平导孔洞。

进一步的，所述平导抽放孔至少有4个，所述正洞抽放孔至少有4个。各平导抽放孔和正洞抽放孔皆以向煤层方向发散的方式钻至煤层。

所述步骤3)中，监测下述参数：瓦斯的抽放量、浓度、压差、温度、气压。

本发明的有益效果是：

(1)实现隧道及平导穿越煤层瓦斯超前抽放，工序衔接紧凑，可操作性强，抽放效果可靠，并符合节能环保的要求。

(2)实现了煤系地层区段内多套煤层的集中一次性瓦斯抽放，实现了煤系地层的区段消突，与逐一煤层排放相比，减少施工工期6～8个月，并可减少抽放钻孔数量37％，极大的提高施工效率，节省工程投资，为快速安全揭煤提供良好条件。

(3)实现了正洞与平导共用一套瓦斯抽放系统一次性抽放完成，避免了逐个掌子面单独抽放，节约正洞瓦斯抽放工期3个月。

(4)瓦斯直接抽放到洞外高处排放，避免了钻孔排放法将瓦斯排放到隧道施工环境内的问题，可使通风时间缩短56％，设备能耗大幅降低，节约大量工程成本，同时可有效降低隧道内瓦斯超限带来的施工安全风险。