[发明专利]一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法

说明书

本发明公开了一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法，解决了现有技术的如何根据其瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的问题，其技术要点是：包括模拟隧道瓦斯扩散的常规数值的计算、风量计算、正洞设备选型及验算、平导设备选型及验算、射流风机选型计算、风管口风量影响的判断、风管口位置影响的判断和瓦斯涌出量影响的判断，根据瓦斯涌出量对巷道式通风时隧道内瓦斯分布的影响，从而确定掌子面前0.5m处的隧道断面瓦斯浓度场，有利于研究瓦斯涌出位置对巷道式通风时隧道内瓦斯分布的影响，精确计算出模拟隧道瓦斯扩散的常规数值、风量、正洞设备选型、平导设备选型以及射流风机选型，提高风管管口瓦斯浓度检测的准确性以及施工的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，它涉及一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法。

背景技术

在瓦斯隧道方面，我国最早对瓦斯隧道进行系统研究是在1999年，雷升祥和高波结合华蓥山瓦斯隧道工程实际，根据瓦斯基本性质、煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸条件等的一般性规律，研究了瓦斯隧道中的瓦斯涌出量及通风量的计算方式，分析了瓦斯突出的预测指标及防治措施，还细化了瓦斯隧道施工工艺，提出了瓦斯隧道施工管理措施。2002年，朱亮来、王哲介绍并分析了瓦斯隧道中煤与瓦斯突出的危险程度现行预测方法和评价方法，在云台山瓦斯隧道中采用模糊评价方法对揭煤突出危险进行了预测；袁真秀等在内昆铁路新寨隧道中，根据其地质勘探得到的煤系地层的各项物理力学参数，对煤与瓦斯突出的危险性作了相关评价，同时还进行了煤尘自燃和爆炸的危险性评价。2002年3月，我国原铁道部颁布了《铁路瓦斯隧道技术规范》，该规范是我国第一个完整的关于瓦斯隧道工程的技术标准，其对铁路瓦斯隧道的界定方法、设计与施工方法、安全防范措施等都做了比较详尽的描述，但公路系统中的瓦斯隧道却没有一套完整的工程技术规范，一般参照《煤矿安全规程》和《铁路瓦斯隧道技术规范》来进行设计和施工。2010年，丁睿编著并出版了《瓦斯隧道建设关键技术》，该书对瓦斯赋存与瓦斯灾害、瓦斯隧道等级评价、隧道瓦斯监测预测技术及通风技术、瓦斯隧道塌方防治技术等都作了详细介绍。近年来，我国与国外隧道工程技术的交流与合作越来越广泛，对超前地质预报工作也越来越重视，并且隧道工程技术人员对此也做了很多积极有效的探索。

针对瓦斯隧道的正洞掌子面风管管口如何根据其瓦斯涌出量检测瓦斯浓度需要提供一种方法解决现有的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法，包括模拟隧道瓦斯扩散的常规数值的计算、风量计算、正洞设备选型及验算、平导设备选型及验算、射流风机选型计算、风管口风量影响的判断、风管口位置影响的判断和瓦斯涌出量影响的判断；

所述模拟隧道瓦斯扩散的常规数值的计算：瓦斯均匀从掌子面涌出，采用源项进行模拟，瓦斯涌出量等于源项单位时间和单位体积瓦斯的生成量；

所述风量计算：施工通风所需风量按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率和瓦斯涌出量分别计算，取其中最大值作为控制风量；

所述正洞设备选型及验算：漏风系数：P＝1/(1-β)L/100＝1.35

其中，L——风管长度；

β——百米平均漏风率；

风机供风量：Qj＝P*Qh m³/min；

其中，Qh——工作面风量计算中各项最大值；

所述平导设备选型及验算：漏风系数：P＝1/(1-β)L/100＝1.35

其中，L——风管长度；